Analisis Viskositas Slurry Propelan Untuk Akurasi Karakterisasi Rheologi Berbasis Perekat Hidroxy Terminated Polybutadiene Dengan Plasticizer Dioctyl Adipate
Retno Ardianingsih 1*) , Andri Cahyo Kumoro 2)
1) Pusat Teknologi Roket, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Raya Lapan No. 2 Mekarsari, Rumpin, Bogor, Indonesia 16350
2) Departemen Teknik Kimia, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, SH, Kampus UNDIP Tembalang, Semarang, Indonesia 50275

## Abstrak
Analisis  rheologi  perlu  dilakukan  terhadap  slurry  propelan  untuk  mengetahui  viskositas  dan castability-nya.  Hal  ini  berpengaruh  pada  tingkat  homogenitas  dan  nilai  Isp  sebagai karakteristik  utama  propelan  padat  komposit.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui karakteristik  rheologi  slurry  propelan  berbasis  HTPB  dan  DOA  menggunakan  analisis viskositas.  Metode pengukuran viskositas dilakukan dengan parameter suhu, waktu curing dan shear rate. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa viskositas menurun dengan kenaikan suhu dan  juga  sebaliknya,  viskositas  meningkat  dengan  bertambahnya  waktu  curing.  Melalui persamaan  Power  Law,  diperoleh  Koefisien  konsistensi  (K)  antara  2,1148-2,2877  yang nilainya  meningkat  seiring  dengan  turunnya  temperatur.  Bertambahnya  nilai  K  mengartikan energi  yang  dibutuhkan oleh unit  operasi  untuk  mencetak propelan  ke  dalam  tabung  cetakan juga  semakin  meningkat.  Sedangkan  nilai  indeks  sifat  alir  (n)  antara  0,1535  -  0,5128 menunjukkan bahwa slurry propelan merupakan fluida Non-Newtonian dengan perilaku shear- thinning (pseudoplastik) karena n<1.
Kata kunci : laju geser; rheologi; slurry propelan; viskositas; waktu curing

## Abstract
[Title: Viscosity Analysis of Propellant Slurry for Accuracy of Rheological Characterization Based  on  Hydroxy  Terminated  Polybutadiene  Adhesives  With  Dioctyl  Adipate  Plasticizer] Rheological  analysis  needs  to  be  done  on  propellant  slurry  to  determine  its  viscosity  and castability.  These  affects  on  homogeneity  level  and  Isp  value  as  the  main  characteristics  of composite  solid  propellant.  This  study  aims  to  determine  the  rheological  characteristics  of propellant slurry based on HTPB and DOA using viscosity analysis. The method of measuring viscosity was carried out with parameters such as temperature, curing time and shear rate. The measurement  results  showed  that  viscosity  decreases  with  increasing  temperature  and  vice versa,  viscosity  increases  with  increasing  curing  time.  Through  the  Power  Law  equation,  a consistency coefficient (K) is obtained between 2.1148-2.2877 whose the value increases with decreasing temperature. Increasing the K value means the energy needed by the operating unit to cast propellant into the mold tube is also increasing. While the flow index value (n) between 0.1535  -  0.5128  showed  that  propellant  slurry  is  a  Non-Newtonian  fluid  with  shear-thinning (pseudoplastic) behavior because n <1.
Keywords : shear rate; rheology; propellant slurry; viscosity; curing time
1. Pendahuluan
Bahan bakar yang digunakan untuk menggerakkan  roket  disebut  propelan.  Propelan berdasarkan  wujud  (fase)  fisiknya  diklasifikasikan
menjadi  dua,  yaitu  propelan  padat  dan  propelan  cair (Kit  &  Evered,  1960).  Propelan  cair  atau  propelan fluida  adalah  propelan  yang  berwujud  cair.  Di  dalam sistem propelan cair, antara bahan bakar dan oksidator keduanya  merupakan  zat  cair.  Umumnya,  sistem propelan  cair  memberikan  nilai  Isp  (impuls  spesifik) yang  lebih  tinggi  dibandingkan  propelan  padat.  Isp merupakan  merupakan  ukuran  kualitas  propelan  yang penting  (Abdillah  dan  Ardianingsih,  2014).  Namun
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi.
E-mail: re_ardian@yahoo.com
propelan cair membutuhkan tingkat kesiapan peralatan teknologi  yang  lebih  tinggi  pula,  yang  terdiri  dari sejumlah valve dan regulator yang harus sangat akurat untuk  mencapai  pengukuran  yang  tepat  dari  kedua cairan (Sutton  & Biblarz, 2001). Jenis propelan padat merupakan  energi  utama  untuk  motor  roket  dan  misil pertahanan  karena  memberikan  jaminan  yang  dapat diandalkan  untuk  kestabilan  terbang  dan  kendali presisi  (Ke dkk. ,  2014). Misil atau  yang  dikenal dengan  rudal  (peluru  kendali) adalah  wahana militer yang  memiliki  sistem  kendali  untuk  mencari  target atau  menyesuaikan  arah,  sedangkan  roket  digunakan untuk  wahana  tanpa  sistem  kendali.  Propelan  terdiri dari  oksidator  berbentuk  partikel  dan  bahan  bakar berbentuk  larutan  polimer  yang  sangat  kental,  yang apabila  kedua  bahan  tersebut  dicampurkan  akan mengeras  dan  membentuk  padatan  lentur  akibat polimerisasi selama proses yang disebut curing . Pada  dasarnya,  sebagian  besar  propelan  padat komposit  disusun  oleh  bahan  oksidator  yang menyumbang  persentase  hingga  80%.  Sisanya  terdiri dari  bahan  bakar , perekat ,  curing  agent dan  bahan aditif  lainnya  (Hagen,  2014).  Sejauh  ini  penelitian formulasi yang dilakukan di LAPAN hanya melibatkan  komponen  utama  seperti  amonium perklorat  (AP)  sebagai  oksidator,  aluminium  serbuk sebagai bahan bakar, hydroxy terminated polybutadiene (HTPB)  sebagai  perekat  dan toluene diisocyanate (TDI)  yang  berfungsi  sebagai curing agent .  Penggunaan  bahan-bahan  aditif  yang  lain sebenarnya  bisa  berfungsi  sebagai plasticizer,  curing catalyst,  combustion  stabilizer,  bonding  agent dan lainnya (Setyaningsih,  2010). Dari  berbagai  bahan aditif  yang  berfungsi  sebagai plasticizer ,  LAPAN menggunakan plasticizer dioctyl adipate (DOA). Kinerja  roket  yang  baik  ditunjukkan  dengan produksi  energi  yang  optimal.  Formulasi  dan komposisi  yang  tepat  dari  bahan  –  bahan  penyusun propelan  padat  komposit  sangatlah  diperlukan  untuk memperoleh  propelan  dengan  karakteristik  yang diinginkan. Dalam pembuatan propelan padat komposit, salah satu karakteristik yang menjadi target utama  adalah  impuls  spesifik  (Isp).  Propelan  dengan kinerja  baik  adalah  propelan  yang  memiliki  nilai  Isp yang  tinggi  dengan  kisaran  240  –  260  detik  (Kit, 1960) . Sebagai  contoh  formulasi  propelan  hasil kerjasama  antara  LAPAN-Hanwha  Korea  yang memiliki  Isp  tinggi  sebesar  248,6  detik  (Hartaya, Abdillah & Ardianingsih, 2014).
Langkah  untuk  menaikkan  Isp  adalah  dengan memperbesar  prosentase  kandungan  padatan  (Al serbuk  dan  AP)  untuk  meningkatkan  energi  yang dibebaskan  pada  pembakaran  propelan  (Marothiya dkk. , 2017). Namun, kemudian timbul masalah karena penambahan bahan-bahan tersebut dapat meningkatkan  viskositas  dan  menurunkan  prosentase elongasi  propelan.  Faktor  utama  yang  mempengaruhi viskositas slurry propelan  telah  disebutkan  oleh (Muthiah,  Khrisnamurthy  &  Gupta , 1991)  yaitu kandungan  padatan,  ukuran  partikel,  bentuk  partikel
padatan  dan  distribusi  oksidator  terhadap  perbedaan temperatur. Kenaikan viskositas sangat tidak diharapkan  karena  akan  menyulitkan  proses casting propelan.
Di  seluruh  dunia  ada  beberapa  teknik  yang diadopsi  untuk  mencetak  propelan  yaitu vacuum casting, pressure casting, bayonet casting dan lainnya. Pemilihan  metode casting yang  sesuai  didasarkan pada  parameternya  yaitu  tipe  propelan,  karakteristik rheologi  dari slurry propelan,  ukuran  jaring  dan bentuk grain dari  motor  roket  (Thiyyarkandy dkk. , 2012).  Viskositas  ideal  untuk pressure  casting ialah 14.000  –  18.000 poise (Jawalkar dkk. ,  2007). Sedangkan,  untuk vacuum  casting dibutuhkan viskositas  dibawah  16.000 poise. Proses casting propelan  yang  tidak  sempurna  akan  mengakibatkan kerapuhan  karena  propelan  yang  tidak  homogen. Sedangkan  penurunan  prosentase  elongasi  dapat menyebabkan  kegagalan  dalam  menyerap  tekanan yang terjadi pada motor roket (Dombe dkk. , 2008).
Dalam  penelitian  ini,  dilakukan  pengukuran viskositas slurry propelan  menggunakan  HTPB  dan DOA. HTPB digunakan sebagai perekat dan memiliki fungsi  untuk  mengikat  oksidator  dan  bahan  bakar. Sedangkan  DOA  sebagai plasticizer memiliki  fungsi untuk  menurunkan  viskositas  karena  dapat  membuat slurry menjadi lebih encer. Secara spesifik, dipelajari tentang  sifat  rheologi  pada  proses  pembuatan propelan padat komposit. Parameter untuk pengukuran  viskositas  adalah  perbedaan shear  rate , perbedaan temperatur dan waktu curing . Berdasarkan data  karakteristik  rheologi,  dapat  dilakukan  suatu pemodelan  sebagai  acuan  untuk  memprediksi viskositas slurry propelan  pada  formulasi  propelan. Selain itu, data viskositas dapat juga digunakan untuk menghitung  laju  aliran,  perpindahan  panas  dan perpindahan  massa  pada  berbagai  bagian  peralatan industri  pembuatan  propelan  (Abdulagatov  & Azizova, 2019).

## 2. Bahan dan Metode
2.1 Material
Formulasi  propelan  padat  komposit  dibagi menjadi  dua  bagian  yaitu  kandungan  padatan  dan kandungan  cairan.  Kandungan  padatan terdiri  dari AP  bimodal  dan  Al  serbuk,  kandungannya  bisa mencapai  80–85  %  dari  total  berat  propelan. Kandungan cairan terdiri dari HTPB, TDI dan DOA, dengan  kandungan  mencapai  maksimal  20  %  dari berat  propelan.  Kelima  bahan  penyusun  propelan tersebut  diperoleh  dari  Dalian  Chlorate  Co.Ltd, China.  Rasio  oksidator  AP  kasar  200  µm  dan  AP halus 50 µm sebesar 1:1. Aluminium serbuk ± 30 µm sebagai  bahan  bakar  logam  akan  menggunakan partikel  bentuk  bola,  digunakan  sebanyak  8%. Perekat HTPB dan curing agent TDI akan digunakan pada  rasio  HTPB:TDI  =  15:1. Plasticizer DOA  akan digunakan  pada  tahap pre-mixing dengan  prosentase kandungan  DOA  sebesar  3%  terhadap  berat  total slurry propelan.
2.2 Peralatan
Peralatan  utama  yang  digunakan  antara  lain mixer horizontal  tipe  Z blade berkapasitas  5  liter dengan  sistem batch ,  viskometer  Brookfield  dengan tipe  DV3T  extra  HA  model  DX3THAKBO  dan spindle nomor  7, handmade  slab berukuran  5cm  × 5cm × 10cm. Rangkaian unit mixer  horizontal tipe Z b lade dapat  dilihat  pada  Gambar  1,  yang  merupakan peralatan  untuk  mencampur  dan  mengaduk  bahan- bahan penyusun propelan. Unit ini terdiri dari tangki mixer (1),  yang  dilengkapi  dengan  tutup  / mixer  lid (2)  dan  pengukur  tekanan  (11),  di  dalam  tangki terdapat  Z blade  mixer (4)  yang  digerakkan  oleh motor blade (10).  Roda  penggerak  m ixer terdapat  di rumah seal (3).  Tangki waterbath (5)  digunakan untuk  menampung  air  yang  telah  dipanaskan  oleh pemanas  air  (6).  Oleh  pompa  air  (9),  air  panas tersebut dialirkan ke dalam jaket tangki  melalui pipa inlet (7)  dan    dikembalikan  ke  tangki  waterbath melalui pipa outlet (8) untuk dipanaskan kembali.
(a)
(b)
Gambar 1 . Rangkaian unit mixer horizontal tipe Z blade dilengkapi waterbath dengan kondisi:  (a) close lid tampak depan; (b) open lid tampak atas
2.3. Pelaksanaan Penelitian Penelitian dilakukan di laboratorium Komposisi  Dasar,  Pusat  Teknologi  Roket,  LAPAN Bogor.  Tahapan  proses  yang  dilakukan  terdiri  dari proses pre-mixing , mixing , dan pengukuran viskositas.  Variabel  berubah  yang  digunakan  pada saat  pengukuran  viskositas  antara  lain  perbedaan temperatur,  perbedaan  shear  rate  dan  waktu  curing. Nilai temperatur saat pengukuran viskositas, divariasi pada  suhu  40,  45,  50,  55  dan  60 o C.  Suhu  ini
digunakan  karena  menyesuaikan  dengan  suhu  saat proses  curing  propelan  yang  mencapai  60 o C  dalam oven.  Slurry  hasil  end  mixing  yang  akan  diukur viskositasnya  ditempatkan  dalam  wadah  handmade slab  yang  terbuat  dari  plat  aluminium  berukuran 5x5x10  cm,  kemudian  diisi  dengan  slurry  propelan sebanyak kurang lebih 450 mL dengan tujuan supaya spindle dapat tercelup sekitar 7 mm ke dalam slurry . Viskositas slurry kemudian  diukur  pada  menit  ke-0 setelah  mixing  ( end  of  mixing )  dilanjutkan  hingga  4 jam  berikutnya,  dengan  jeda  60  menit  di  setiap pengukurannya.  Selama  pengukuran  dalam  rentang waktu  60  menit  tersebut  (pada  60  menit  pertama,  60 menit  kedua  dst)  dilakukan  variasi  shear  rate sekaligus sebanyak delapan variasi yaitu 2,5; 3; 5; 8; 10; 15; 20 dan 30 rpm.
Perilaku  aliran slurry dikarakterisasi  melalui pengukuran  viskositas  pada  laju  geser  yang  rendah. Pemilihan  ini  didasarkan  pada  syarat  penggunaan prosentase  torsi  yang  sebanding  dengan  tegangan geser  yang  diterapkan,  yang  mana  prosentase  torsi >10%  adalah  rentang  terukur  yang  dianggap  akurat untuk  kombinasi spindle dan  kecepatan  viskometer Brookfield  (Abhay dkk. ,  2010).  Untuk  mendapatkan pembacaan  nilai  torsi  antara  10  hingga  100  %, dilakukan  pemilihan  spindle  dan  kecepatan  putar secara trial  and  error .  Jika  torsi  terbaca  lebih  dari 100,  pilih  kecepatan  yang  lebih  rendah  dan/atau spindle yang  lebih  kecil.  Begitu  juga  sebaliknya  jika pembacaan  torsi  kurang  dari  10  (Brookfield,  2014). Gambar 2 menunjukkan pengukuran viskositas slurry propelan menggunakan viskometer Brookfield.
Gambar  2 .  Tampak  depan  dan  tampak  atas pengukuran  viskositas slurry propelan  dengan penggunaan hotplate dan viskometer brookfield
2.4.    Prosedur Pengolahan Data Viskositas
2.4.1.  Pemodelan Viskositas Slurry Propelan Menurut Waktu Curing
1. Menentukan  Persamaan  1  ke  dalam  bentuk logaritma.
( )
(1)
2. Menjadi Persamaan 2.
( ) (2)
3. Membuat  grafik  dengan  menerapkan  ln  η terhadap  waktu  (t)  yang  slope-nya  merupakan laju konstan kenaikan viskositas.
4. Memasukkan  data  nilai  ln  η  (poise)  diplot terhadap waktu curing (t) pada berbagai suhu
5. Membuat trendline model  linier  dari  grafik yang terbentuk.
6. Dari garis regresi linier pada grafik, nilai slope menunjukkan laju tetap (k η ) dan nilai intercept menunjukkan  nilai  viskositas  pada  saat  t  =  0 (η 0 ) .
2.4.2.  Pemodelan Viskositas Slurry Propelan Menurut Laju Geser
1. Memasukkan  data  nilai  ln  (poise)  versus  laju geser (rpm) ke dalam grafik sesuai Persamaan 3.
(3)
2. Menghasilkan  garis  lurus  antara  viskositas nyata  (η)  versus  laju  geser  (rpm)  menjadi Persamaan 4.
(4)
3. Menghasilkan  grafik  logaritmik  hubungan antara  ln  γ  (rpm)  vs  ln  η  (poise)  dengan persamaan logaritma 5 hingga 7.
( ) (5) (6) (     ) (7)
4. Menghasilkan slope dan intercept yang masing-masing  merupakan  nilai  dari  indeks laju  alir  (n)  dan  koefisien  konsistensi  (K), pada semua variasi suhu dan waktu curing.
3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Pemodelan Viskositas Slurry Propelan

## Menurut Waktu Curing
Pemodelan  semi  empiris  dapat  digunakan untuk  memprediksi  variasi  kenaikan  viskositas selama  proses curing dengan  persamaan  (1)  yang memberikan  hubungan  antara  perubahan  viskositas (η) dengan kenaikan waktu curing (t). Dalam hal ini, η 0 merupakan viskositas (poise) pada saat t = 0 menit dan  notasi  k η merupakan  laju  konstan  kenaikan viskositas (min -1 ).
Oleh  karena  itu,  membuat  grafik  dengan menerapkan  ln  η  terhadap  waktu  (t)  seharusnya menghasilkan  garis  yang  linier  di  mana slope -nya merupakan laju  konstan  kenaikan  viskositas. Nilai ln η  (poise)  yang  merupakan  data  hasil  eksperimen, kemudian diplot terhadap waktu curing (t), pada suhu 40°C,  45°C,  50°C,  55°C  dan  60°C  sehingga menghasilkan grafik seperti pada Gambar 3.
Shear  rate yang  digunakan  dalam  grafik  saat pengukuran  adalah  2,5  rpm.  Dari  grafik  yang terbentuk  kemudian  dibuat trendline -nya  dengan model linier. Hasil regresi linier menunjukkan bahwa
laju  kenaikan  viskositas slurry propelan  saat
penambahan waktu curing merupakan proses orde 1.
Gambar 3 . Hubungan antara ln η vs waktu curing untuk slurry propelan pada lima variasi suhu
Berdasarkan garis regresi linier pada grafik ln η vs waktu curing , nilai slope menunjukkan tetapan laju reaksi  (k η )  dan  nilai intercept menunjukkan  nilai viskositas pada saat t = 0 (η 0 ) . Sedangkan nilai η 0 dan k η yang  diperoleh  dari  persamaan  (2)  pada Gambar  3 ditunjukkan dalam Tabel 1.
Tabel 1 . Nilai dari viskositas saat t = 0 (η 0 ) dan laju tetap (k η ) propelan slurry pada lima variasi suhu yang berbeda
Suhu ( o C) Koefisien Determinasi (R 2 ) k η x 10 3
(menit -1 ) η 0 ( poise ) 40 0,9532 3,6 4164,29 45 0,9007 3,4 3645,32 50 0,9916 3,3 3253,22 55 0,8660 3,1 2784,43 60 0,8839 2,8 2357,84 Nilai  η 0 dan k η pada  Tabel  1  menunjukkan bahwa  bertambahnya  suhu  mengakibatkan  viskositas nyata slurry ( apparent  viscosity )  pada  saat  t  =  0 mengalami penurunan, yang mengindikasikan karakteristik slurry propelan  menjadi  lebih  encer. Viskositas  fluida  akan  turun  dengan  naiknya  suhu, berkebalikan  dengan  viskositas  gas  yang  justru  akan naik  dengan  meningkatnya  suhu.  Pemanasan  zat  cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi.  Molekul  -  molekul  cairan  tersebut  akan bergerak  sehingga  gaya  interaksi  antar  molekul melemah.  Dengan  demikian  viskositas  cairan  akan turun dengan kenaikan temperatur.
Pada slurry propelan, setelah proses mixing dan seiring  berjalannya  waktu curing ,  maka  viskositas akan meningkat disebabkan terjadinya proses polimerisasi antara gugus hidroksil dari HTPB dengan
7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 0 60 120 180 240 300 ln η waktu curing (menit) 40°C
45°C 50°C 55°C
60°C
gugus  isosianat  dari  TDI.  Hal  ini  mengakibatkan terbentuknya  suatu  zat  pengikat  bagi  kandungan padatan  sehingga  meningkatkan  viskositas slurry propelan (Restasari, Budi & Hartaya, 2018) .
Nilai 0,8000
sampai dengan
1,000
menginterpretasikan  bahwa  tingkat  hubungan  antar dua  variabel  sangat  kuat. Koefisien  determinasi pada regresi  linear sering  diartikan  sebagai  seberapa besar  kemampuan  semua  variabel  bebas  dalam menjelaskan varian dari  variabel  terikatnya. Sebagai contoh  jika  R 2 =  0,9532  maka  pengaruh  variabel curing  time terhadap  nilai  viskositas  adalah  sebesar 95,32  %  ;  sedang  sisanya  4,68  %  dipengaruhi  oleh faktor lain .
3.2 Pemodelan Viskositas Slurry Propelan

## Berdasarkan Laju Geser
Viskositas dari beberapa fluida Non-Newtonian dapat  berubah  dengan  variasi  laju  geser  sehingga harus  dikarakterisasi  oleh  lebih  dari  satu  parameter. Viskositas  dari  beberapa  fluida Non-Newtonian tidak akan berubah dengan durasi waktu laju geser (disebut fluida time  dependent Non-Newtonian ).  Hal  tersebut dinyatakan  dengan  model power  law dalam  hal kecepatan putar spindle (Dak dkk. , 2008) . Persamaan Ostwald ,  yang  juga  dikenal  sebagai persamaan Power  Law ,  diaplikasikan  untuk  fluida shear-thinning yang  tidak  menunjukkan  nilai yield stress (Björn dkk. ,  2012) . Pada  karakterisasi  rheologi suatu slurry propelan,  persamaan power  law sering digunakan  secara  luas  dalam  analisis  teori  dan perhitungan  praktis.  Persamaan power  law tersebut secara matematis dituliskan dalam persamaan (3).
Dalam,  hal  ini,  persamaan  (3)  tersebut menunjukkan  bahwa  τ  adalah  tegangan  geser (dynes/cm 2 ), K adalah koefisien konsistensi (dynes/cm 2 .det n ),  γ  adalah shear  rate (rpm)  dan  n adalah  indeks  sifat  alir.  Dari  persamaan power  law tersebut, viskositas dapat dinyatakan dengan persamaan  (4).  Laju  geser  kurang  lebih  mendekati fungsi  linier  dari  kecepatan  putar  (rpm)  viskometer Brookfield,  sehingga  perputaran  rotasi spindle saat pengukuran  viskositas  dianggap  sebagai shear rate /laju geser pada analisis rheologi.
Gambar  4  menunjukkan  grafik  logaritmik  dari viskositas slurry propelan  pada  variasi  suhu  55°C dengan  berbagai  waktu curing .  Plot  serupa  juga diperoleh  untuk  sampel slurry propelan  pada  suhu lainnya.
Berdasarkan  Gambar  4  diperoleh slope dan intercept yang masing-masing merupakan ukuran nilai dari indeks laju alir (n) dan koefisien konsistensi (K). Data viskositas hasil eksperimen dipasang pada fungsi eksponensial  dan  viskositas slurry propelan  pada waktu curing tertentu  kemudian  dihitung  dan selanjutnya  diplotkan  terhadap shear  rate (rpm). Dengan  demikian  koefisien  determinasi  persamaan linier  (R 2 ),  nilai  n  serta  nilai  K  yang  dihasilkan  dari setiap  grafik  logaritmik  viskositas slurry propelan
dari  5  (lima)  variasi  suhu  yang  berbeda  dapat dirangkum ke dalam Tabel 2.
Gambar 4 . Grafik hubungan antara ln γ (rpm) vs ln η ( poise ) pada suhu 55°C dengan berbagai waktu curing
Tabel 2 . Nilai n dan K yang diperoleh dari persamaan Power Law pada lima variasi suhu yang berbeda
Suhu ( o C) Waktu curing (menit) 0 60 120 180 240 n 0,4854  0,4596  0,3754  0,3372  0,1535 40 K 2,1787  2,1989  2,2441  2,2587  2,2877 R 2 0,9930  0,9764  0,9825  0,9863  0,9908
n 0,3798  0,3132  0,2191  0,3001  0,2339 45 K 2,1686  2,1983  2,2409  2,2434  2,2679 R 2 0,9761  0,9791  0,9776  0,9751  0,9821
n 0,2918  0,3269  0,2904  0,3343  0,5128 50 K 2,1456  2,1917  2,2119  2,2379  2,2571 R 2 0,9678  0,9902  0,9646  0,9860  0,9757
n 0,4427  0,4045  0,2509  0,3013  0,2607 55 K 2,1202  2,1626  2,2122  2,2185  2,2239 R 2 0,9945  0,9777  0,9906  0,9747  0,9878
n 0,3741  0,3633  0,2631  0,2731  0,2016 60 K 2,1148  2,1509  2,1639  2,2054  2,2077 R 2 0,9952  0,9952  0,9769  0,9880  0,9772
Linieritas yang baik pada Gambar 4 menunjukkan  bahwa  model power  law cocok digunakan  untuk data viskositas. Dari pemodelan laju geser power  law ditampilkan  bahwa  koefisien determinasi  (R 2 )  yang  menggambarkan  perilaku rheologi  dari slurry propelan  di  LAPAN  memiliki range dari 0,9646 hingga 0,9952 di keseluruhan suhu dan  waktu curing yang  diteliti.  Koefisien  konsistensi (K)  berkisar  antara  2,1148  hingga  2,2877  yang nilainya meningkat seiring dengan turunnnya temperatur. Koefisien konsistensi (K) dan indeks sifat alir (n), keduanya merupakan parameter rheologi yang menunjukkan  kondisi  viskositas/kekentalan  suatu bahan. Hubungan antara indeks sifat alir dan koefisien konsistensi terkait erat dengan total kerja pada sistem.
6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 0.0 1.0 2.0 3.0 ln η ln γ (rpm) 0 menit 60 menit 120 menit 180 menit
240 menit
Jika  kedua  nilai  dari  parameter  rheologi  ini  semakin meningkat  maka  total  kerja  pada  sistim  juga meningkat . Dengan  demikian  bertambahnya  nilai koefisen konsistensi dari slurry propelan  maka energi yang  dibutuhkan  oleh  unit  operasi (vacuum  casting) untuk  mencetak  propelan  ke  dalam  tabung  cetakan juga semakin meningkat (Ratna, Darwin  & Mechram, , 2013).
Sedangkan  nilai  indeks  sifat  alir  (n)  yang bervariasi  antara  0,1535  sampai  dengan  0,5128 menunjukkan bahwa slurry propelan merupakan fluida Non  Newtonian  dengan  perilaku shear-thinning (pseudoplastik)  karena  nilainya  lebih  kecil  dari  satu (n<1).  Tingkat  pseudoplastisitas  dapat  diukur  dengan indeks perilaku aliran yang merupakan ukuran deviasi dari perilaku Newton. Ketika n meningkat, pseudoplastisitas menurun (Abhay dkk. , 2010) .
4. Kesimpulan
Hasil pengolahan data viskositas yang ditampilkan  melalui  garis regresi linier pada grafik ln η vs waktu curing, menunjukkan bahwa laju kenaikan viskositas  saat  penambahan  waktu  curing  merupakan proses  orde  1.  Bertambahnya  suhu  mengakibatkan karakteristik  slurry  menjadi  lebih  encer.  Sebaliknya, viskositas  akan  meningkat  seiring  bertambahnya waktu  curing.  Koefisien  konsistensi  (K)  berkisar antara  2,1148  -  2,2877  yang  nilainya  meningkat seiring  dengan  turunnya  temperatur.  Bertambahnya nilai koefisen konsistensi mengartikan bahwa kebutuhan energi unit operasi (vacuum casting) untuk mencetak  slurry  propelan  ke  dalam  tabung  cetakan juga  semakin  meningkat.  Indeks  sifat  alir  (n)  slurry bernilai  antara  0,1535  -  0,5128.  Dengan  analisis viskositas  tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa  bahwa karakteristik  rheologi  slurry  propelan  merupakan fluida Non Newtonian dengan perilaku shear-thinning (pseudoplastik)  karena  angka  lebih  kecil  dari  satu (n<1).

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada LAPAN  yang  telah  memberikan  dana  beasiswa  dan menyediakan  fasilitas  untuk  kegiatan  penelitian  ini. Ucapan  terima  kasih  juga  disampaikan  kepada  Prof. Dr. Heri Budi Wibowo, Dr. Kendra Hartaya, M.Si dan Rika  Suwana  Budi,  S.Si,  M.Sc  yang  telah  membantu ide,  saran  dan  memotivasi  penulis  dalam  penulisan makalah ini. Serta kepada rekan-rekan lab. Komposisi Dasar  serta  pihak-pihak  terkait  yang  turut  dalam terlaksananya kegiatan penelitian ini.

## Daftar Pustaka
Abdillah,  L.H.,  Ardianingsih,  R.  (2014).  Equipment Process  Feasibility  of  Propellant  K-round Based  on  Stability  Test  of  Propellants Properties Measuring Instruments . Proceedings ISAST II Dec 2014.
Abdulagatov, I.M., Azizova, L.A.A. (2019). Viscosity of Rocket Propellant (RP-1) at High Temperatures  and  High  Pressures. Fuel ,  235,
703-714.
Abhay,  M.K.,  Monika,  Goyal.,  Devendra.  D,  Pathak.
(2010). Empirical Modelling of Chemoviscosity of Hidroxy Terminated Polybutadiene Based Solid Composite
Propellant  Slurry .  Malaysian  Polymer  Journal ,
5(1), 1-16.
Björn,  A,  De  La  Monja,  P.  S.,  Karlsson,  A.,
Ejlertsson, J., Svensson, B.H., (2012) Rheological  Characterization. Biogas .  Rijeka: InTech.
Brookfield (2014) More Solutions to Sticky Problems, A Guide to Getting More From Your Brookfield Viscometer. Brookfield Engineering Labs, Inc. Dak,  M.,  Verma,  R.C.,  Jaaffrey,  S.N.A.  (2008) Rheological Properties of Tomato Concentrate. International  Journal  of  Food  Engineering , 4(7).
Dombe,  G.,  Jain,  M.,  Singh,  P.P.,  Radhakrishnan, K.K..,  Bhattacharya,  B.  (2008)  Pressure Casting  of  Composite  Propellant .  Indian Journal of Chemical Technology , 15, 420-423.
Marothiya, G., Chaitanya, V., Ishitha, K., Ramakrishna,  P.A.  (2017).  An  Effective Method  to  Embed  Catalyst  on  AP  and  Its Effect  on  The  Burn  Rates  of  Aluminized Composite  Solid  Propellants. Combustion and Flame, 182, 114-121.
Hagen,  T.H.  (2014)  Energetic  Binders  for  Solid Rocket Propellant . Master Thesis , University of Life Sciences, Norwegia, 18-20.
Hartaya,  K.,  Abdillah,  L.H.,  Ardianingsih,  R.  (2014) Penentuan  Kandungan  Oksidator  Berdasar Reaksi  Stoikiometri  Dan  Struktur  Kristal Dalam  Rangka  Adopsi  Formulasi  Propelan HLP . Jurnal Teknologi Dirgantara , 12(2), 102-
115.
Jawalkar,  S.N.,  Mehilal,  Kurva,  R.,  Singh  P.P.,
Bhattacharya, B., (2007) Influence of Bicurative  on  Processibility  of  Composite Propellant .  Defence  Science  Journal ,  57(5), 669-675.
Ke,  Zhou.,  Zhongqi,  He.,  Shupan,  Yin.,  Wanghua, Chen  (2014)  Numerical  Simulation  For Exploring  The  Effect  of  Viscosity  on Singlescrew  Extrusion  Process  of  Propellant . Procedia Engineering , 84, 933-939. Kit,  Boris.,  Evered,  Douglas,  S.  (1960) Rocket Propellant  Handbook. New  York:  The  Mac
Millan Company. Muthiah,  R.M.,  Khrisnamurthy,  V.N.,  Gupta,  B.R.,
(1992) Effect of Temperature on the Rheological  Behaviour  of  HTPB  Propellant Slurry . Polymer  Engineering  and  Science ,  31, 61-66.
Ratna,  Darwin,  Mechram,  S.,  (2013).  Simulasi Penentuan  Kebutuhan  Daya  Pompa  Pada
Sistem  Transpor  Bahan  Pangan  Cair  Dengan Menggunakan  Parameter  Reologi  Susu  Kental Manis . Rona Teknik Pertanian , 6(1), 421-425. Restasari,  A.,  Budi,  R.S.,  Hartaya,  K.  (2018) Pseudoplasticity  of  Propellant  Slurry  with Varied  Aluminium  Content  for  Castability Development. Journal  of  Physics ,  Conf.  Series 1005 012034.
Setyaningsih,  D.  (2010)  Propelan  Padat  Komposit . Berita Dirgantara , 8(4).
Sutton,  G.  P,  Biblarz,  O.  (2001) Rocket  Propulsion
Elements . California: John Willey & Sons. Thiyyarkandy,  Bejoy.,  Jain,  Mukesh.,  Dombe, Ganesh.  S.,  Mehilal,  Singh,  Praveen.  P., Bhattacharya,  B.  (2012)  Numerical  Studies  on Flow  Behavior  of  Composite  Propellant  Slurry During  Vacuum  Casting . J.  Aerosp.  Technol. Manag ., São José dos Campos, 4(2), 197-203.