## Urania

## Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Beranda jurnal: http://jurnal.batan.go.id/index.php/urania/

## KARAKTERISASI STRUKTUR DAN GUGUS FUNGSI MATERIAL INSULASI KABEL LISTRIK TEGANGAN RENDAH DARI PRODUK LOKAL PASCA IRADIASI GAMMA
Antonio Gogo 1 , Muhammad Ilham Bayquni 1
1 Pusat Riset Teknologi Daur Bahan Bakar Nuklir dan Limbah Radioaktif – BRIN Kawasan PUSPIPTEK Serpong Gd.20 Tangerang Selatan, Banten 15314 e-mail: anto001@brin.go.id
(Naskah diterima: 19 –04–2022, Naskah direvisi: 26–04–2022, Naskah disetujui: 13–05–2022)

## ABSTRAK
KARAKTERISASI STRUKTUR DAN GUGUS FUNGSI  MATERIAL INSULASI KABEL LISTRIK TEGANGAN  RENDAH  DARI  PRODUK  LOKAL  PASCA  IRADIASI  GAMMA. Penelitian  ini ditujukan untuk mempelajari pengaruh radiasi gamma terhadap karakter polimer semi kristalin pada material insulasi kabel listrik tegangan rendah dari produk lokal, terkait penggunaannya di fasilitas dengan radiasi gamma tinggi. Sampel uji diiradiasi menggunakan perangkat Gamma Cell dengan dosis  radiasi  sebesar  25,  50,  100,  200,  400  dan  800  kGy.  Derajat  kristalinitas  dan  komposisi senyawa  dari  sampel  uji  dianalisis  dengan  uji  XRD  dan  dikarakterisasi  menggunakan  FTIR. Berdasarkan uji XRD yang dilakukan, tidak teramati adanya perbedaan signifikan pada pola difraksi antara  sampel  uji  non  iradiasi  maupun  sampel  uji  iradiasi  dengan  variasi  besar  dosis.  Hal  ini mengindikasikan  tidak  terdapat  perubahan  fase  mayor  dari  senyawa  kristalin  yang  terkandung dalam  sampel  uji  terkait.  Adapun  derajat  kristalinitas  dari  sampel uji  cenderung  menurun seiring meningkatnya dosis radiasi yang diberikan. Hasil analisis FTIR menunjukkan adanya perbedaan transmittance yang  fluktuatif  antar  sampel  uji  dengan  dosis  radiasi  gamma  yang  berbeda  juga dengan  sampel  uji  non-iradiasi  gamma.  Adanya  spektra  yang  semakin  melebar  di  400  kGy  dan 800 kGy, pada wavenumber 3369 – 3370 cm -1 , hal ini mengindikasikan adanya gugus O-H stretch. Pengujian lebih lanjut diperlukan untuk menguatkan identifikasi terhadap gugus fungsi, penentuan senyawa  organik,  maupun  evaluasi  terhadap  karakter  mekanik  sampel  uji  yang  sekaligus diperlukan untuk mengonfirmasi dugaan adanya gangguan terhadap asosiasi polimer- plasticizer.
Kata kunci : Polimer semi kristalin, iradiasi gamma, derajat kristalinitas, perubahan kimia.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 2 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material
Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma
(Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)
ABSTRACT STRUCTURE  AND  FUNCTIONAL  GROUP  CHARACTERIZATION  OF  GAMMA  IRRADIATED MATERIALS  FOR  LOW  VOLTAGE  ELECTRICAL  CABLES  INSULATION  FROM  LOCAL PRODUCT.  The  aim  of  this  research  is  to  study  the  effect  of  gamma  radiation  on  the  semi- crystalline polymer character of local product low-voltage electrical cable insulation material, related to its use in facilities with high gamma radiation. The test samples were irradiated using a Gamma Cell device with radiation doses of 25, 50, 100, 200, 400 and 800 kGy. The degree of crystallinity and compound composition of the test material were analyzed by XRD test and characterized using FTIR. Based on the XRD test, there was no significant difference observed in the diffraction pattern between  the non-irradiated  test  material  and the  irradiated  test  material  with  a  large  variation  in dose. This indicates that there is no major phase change of the crystalline compound contained in the  related  test  sample.  The  degree  of  crystallinity  of  the  test  sample  tends  to  decrease  as  the radiation dose increases. The FTIR results show that there is a fluctuating transmittance difference between  test  samples  with  different  doses  of  gamma  radiation  as  well  as  non-gamma  irradiated test  samples.  The  presence  of  increasingly  widening  spectra  at  400  kGy  and  800  kGy,  at wavenumber 3369 – 3370 cm-1, indicates the presence of O-H stretch clusters. Further tests are needed to strengthen the identification of functional groups, determination of organic compoundsas well as the evaluation of the mechanical character of the test sample, which is also necessary to confirm the suspected disturbance in the polymer-plasticizer association.
Keywords: Semi crystalline polymer, gamma irradiation, degree of crystallinity, chemical change. .
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 1 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma
(Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)

## PENDAHULUAN
Material komposit yang banyak digunakan  di  dunia  komersial  salah  satunya memanfaatkan material matriks polimer, atau biasa disebut resin. Berbagai material polimer dengan karakteristik yang beragam tersedia di industri,  bergantung  kebutuhan  atau  aplikasi terkait.  Material  untuk  insulasi  kabel  listrik yang  biasa  digunakan  termasuk  dalam kategori  polimer  termoplastik  yang  dapat dibentuk  dengan  perlakuan  panas  maupun tekanan,  baik  dengan  struktur  semikristalin maupun  amorf.  Polimer  ini  terdiri  atas  rantai molekul dengan ikatan intramolekul yang kuat, akan tetapi memiliki ikatan intermolekul yang lemah[1].  Aditif  biasa  ditambahkan  pada polimer termoplastik dengan tingkat komposisi tertentu untuk memodifikasi senyawa sehingga  menghasilkan  karakter  material yang sesuai dengan kebutuhan. Karakteristik struktural  dari  polimer  memungkinkannya berinteraksi  dengan  aditif  melalui  interaksi elektrostatik  termasuk  gaya van  der  Waals dan  interaksi  antardipol.  Gaya  ini  meskipun relatif  lemah  dibandingkan  dengan  ikatan kimia utama, cukup kuat untuk menjaga agar aditif  dan  polimer  tetap  terikat  erat  selama masa pakai produk[2].
Aditif  mencakup  berbagai  struktur kimia, digunakan dalam plastik untuk berbagai tujuan.  Aditif  dapat  diklasifikasikan  menjadi aditif untuk mempertahankan sifat polimer dan untuk  memperpanjang  sifat  polimer.  Kelas pertama  terdiri  atas  aditif  untuk  mengubah plastik  menjadi  bentuk  yang  diinginkan  dan untuk  melindungi  bahan  dari  degradasi  oleh panas, oksidasi, serta serangan mekanis dan kimia  terutama  selama  pemrosesan  dan dengan demikian menjaga rantai polimer dan berat  molekul  polimer  yang  pada  dasarnya tidak berubah. Contoh umum dari aditif pada kategori  pemeliharaan  adalah  antioksidan, plasticizer, heat  stabilizers ,  alat  bantu pemrosesan, dan pelumas[3].
Bahan berbasis polimer yang berbeda banyak digunakan dalam berbagai aplikasi di pembangkit  listrik  tenaga  nuklir,  seperti pembungkus  kabel/isolator, sealant ,  o-ring, pelapis  cat,  pelumas  dan grease .  Seperti bahan atau komponen lainnya, polimer rentan terhadap penuaan. Peningkatan suhu, radiasi pengion,  dan  kelembaban  dianggap  sebagai stressor penuaan  yang  paling  penting  dan cenderung berinteraksi dengan struktur polimer  dengan  cara  yang  berbeda.  Sifat
campuran polimer, seperti derajat kristalinitas, jumlah filler, dan  antioksidan,  memiliki  efek terhadap  perilaku  penuaan  atau  ketahanan terhadap stressor , dengan demikian mekanisme degradasi dapat menjadi kompleks[4]. Radiasi mengakibatkan adanya radikal yang dapat bergabung kembali melalui berbagai reaksi  kimia,  kemudian  membentuk kelompok  kimia  baru  yang  disebut  cacat. Cacat  akibat  radiasi  dapat  berupa  adanya scissions  (bond  breakage) dan crosslinking (pembentukan ikatan kovalen baru antar dua rantai polimer (inter-chains crosslinking) atau dalam polymer  backbone yang  sama (intra- chain  crosslinking) ,  modifikasi  ini  berdampak pada beberapa sifat mekanik. Selain itu, cacat dapat  berupa unsaturated  bonds (ikatan rangkap seperti gugus C = C dalam atmosfer inert ).  Cacat  akibat  radiasi  lainnya  yaitu adanya  pelepasan  gas,  seperti  HCl  untuk polimer  terklorinasi,  seperti  pada  PVC, ataupun  berupa  produk  degradasi  non- gaseous,  yaitu,  molekul  dengan  massa molekul  rendah  (alkohol,  asam  karboksilat, fragmen alifatik, dan lainnya[5].
Penelitian ini ditujukan untuk mempelajari pengaruh radiasi gamma terhadap karakter dari  material insulasi kabel listrik  tegangan  rendah  dari  produk  lokal, menggunakan perangkat uji Floresensi
Sinar-X  (XRF),  Difraksi  Sinar-X  (XRD)  dan Fourier  Transform  Infrared  Spectroscopy (FTIR). Informasi  yang  diperoleh  dapat menjadi bahan pertimbangan untuk penggunaan produk terkait di fasilitas dengan radiasi gamma tinggi, salah satunya di hot cell Instalasi Radiometalurgi.

## METODOLOGI

## a.  Bahan
Material  yang  digunakan  sebagai sampel uji  merupakan bahan komersial yang digunakan  sebagai  material  insulasi  kabel tegangan rendah tanpa modifikasi tertentu ( as received ), disediakan dalam bentuk lembaran (Gambar 1) oleh PT. Jembo Cable Company Tbk.,  salah  satu  produsen  kabel  listrik  di Indonesia,  yang  selanjutnya  disebut  sampel uji.  Pihak  produsen  kabel  listrik  menerima material  dalam  bentuk  granul  dari  pabrik compounder .  Kemudian  di  pabrik  kabel, granul  tersebut  diproses  sehingga  menjadi lembaran,  lalu  dipotong  dalam  berbagai ukuran dan digunakan sebagai sampel uji.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 2 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material
Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma (Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)

## Gambar 1. Lembaran sampel uji

## b.  Metode

## 1.  Iradiasi sampel uji
Sampel  uji  diiradiasi  menggunakan perangkat  Gamma  Cell  di  fasilitas  yang terdapat  di  Kawasan  Sains  dan  Teknologi Pasar Jumat, Organisasi Riset Tenaga Nuklir
(ORTN),  Badan  Riset  dan  Inovasi  Nasional (BRIN). Radiasi  sinar  gamma  (γ)  yang diberikan  berasal  dari  radioisotop 60 Co dengan laju dosis 3,74 kGy/jam. Variasi dosis yang diberikan pada sampel uji yaitu sebesar 25 kGy, 50 kGy, 100 kGy, 200 kGy, 400 kGy dan 800 kGy, berturut-turut kemudian disebut sebagai  sampel  uji  A,  B,  C,  D,  E,  dan  F. Penampakan  visual  dari  sampel  uji  non iradiasi maupun setelah diiradiasi ditunjukkan pada Gambar 2.
2. Analisis  kandungan  unsur  dengan XRF
Unsur yang terkandung pada sampel uji  diketahui  dengan  uji  XRF menggunakan Standardless ARL™  QUANT'X  EDXRF Spectrometer  di  Pusat  Riset  Teknologi  Daur Bahan  Bakar  Nuklir  dan  Limbah  Radioaktif,
Gedung 20, BRIN.
Gambar 2. Fotografi polimer PVC sebelum dan sesudah iradiasi.
3. Analisis  derajat  kristalinitas  dengan XRD
Derajat  kristalinitas  dan  komposisi senyawa dari sampel uji dianalisis dengan uji XRD  menggunakan  perangkat  PANalytical- Empyrean  di  Pusat  Riset  Teknologi  Deteksi Radiasi  dan  Analisis  Nuklir,  Gedung  71, BRIN.  Tabung  sinar-x  yang  digunakan  yaitu anoda  Cu, Kα 1,54060 Å,  dengan tegangan dan arus operasional berturut-turut 40 kV dan 30  mA.  Pengujian  dilakukan  dengan  laju pindai  0.07°  (2θ)/menit  pada  rentang  sudut difraksi  (2θ)  5°–  70°.  Pola  difraksi  yang diperoleh  kemudian  dibandingkan  dengan database  ICDD-PDF  2  dan  diolah  dengan perangkat  lunak  HighScore  Plus.  Analisis grafik  terhadap  pola  difraksi  dilakukan dengan  perangkat  lunak  Origin  untuk mendapatkan derajat kristalinitas dari masing-masing sampel uji.

## 4. Analisa gugus fungsi dengan FTIR
Sampel  uji  sebelum  dan  setelah iradiasi  dikarakterisasi  menggunakan  IR- Prestige-21  spectrometer  model  800  series, Shimadzu  di  ORTN  BRIN  Pasar  Jumat. Pengujian dilakukan pada rentang wavenumber 4000 cm -1 hingga 400 cm -1 .

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## a. Karakterisasi XRF
Pengujian  XRF  dilakukan  untuk mengetahui  kandungan  unsur  dari  sampel uji.  Data  unsur  ini  diperlukan  sebagai  data pendukung  untuk  identifikasi  senyawa  yang selanjutnya  dilakukan  dengan  uji  XRD. Berdasarkan uji XRF terhadap sampel uji non iradiasi  maupun  iradiasi,  terdapat  sedikitnya lima unsur dominan, ditunjukkan pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Komposisi hasil uji XRF. Unsur Komposisi (%) NI 25 kGy 50 kGy 100 kGy 200 kGy 400 kGy 800 kGy Cl 77,515 76,575 75,700 76,515 76,765 77,720 76,765 Ca 15,125 15,000 15,230 14,960 15,525 15,780 15,525 Pb 5,930 5,895 6,175 5,855 6,115 6,290 6,115 P 0,158 0,152 0,139 0,143 0,135 0,143 0,135 Fe 0,046 0,045 0,046 0,042 0,049 0,053 0,049
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 1 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma
(Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)

## b. Karakterisasi XRD
Pengujian  difraksi  sinar-X  dilakukan untuk  mengetahui  komposisi  senyawa  dari sampel uji maupun kecenderungan perubahan  derajat  kristalinitas  sampel  uji seiring  kenaikan  dosis  radiasi  sinar  gamma yang  diberikan.  Perbandingan  pola  difraksi dari  beberapa  sampel  uji  ditunjukkan  pada Gambar 3.
Pola difraksi sinar X dari sampel pure PVC  menunjukkan  kandungan  fase  amorf, ditandai  dengan  adanya  bukit  pada  rentang 2θ 15°–30°. Pola tersebut mirip dengan pola difraksi  terhadap  sampel  PVC  murni  pada beberapa penelitian lainnya, hal ini mengonfirmasi  bahwa  secara  umum  PVC memiliki  struktur  amorf  [6],  [7] . Puncak- puncak  kristalin  teramati  pada  sampel  uji (PVC compound )  yang  telah  ditambahi berbagai  zat  aditif,  seperti filler,  plasticizer, stabilizer, serta lubricant, baik  sampel  non iradiasi maupun iradiasi . Namun, pola difraksi bukit  pada  rentang  2 θ  15°–30°  yang  relatif
mirip antarsampel uji mengindikasikan bahwa iradiasi sinar gamma tidak mengubah sistem kristal dari PVC, sebagaimana adanya zat  aditif  tidak  mengubah  sistem  kristal  dari PVC  pula[6].  Sedikitnya  terdapat  20  puncak kristalin di sekitar 2 θ 8,9° hingga 65,6° pada sampel uji , baik sampel non iradiasi maupun sampel yang diiradiasi dengan sinar gamma. Senyawa  kristalin  yang  teridentifikasi  pada pola  difraksi  tersebut  yakni  CaCO 3 (JCPDS 83-0577) yang  diketahui  merupakan  bahan filler yang umum digunakan dalam komposit PVC[8],  ditunjukkan  oleh  puncak  pada  2 θ 23,0°, 29,4°, 31,4°, 35,9°, 39,3°, 43,1°, 47,5°, 48,5°,  56,4°,  57,4°,  60,7°,  64,7°,  dan  65,6°. Senyawa  yang  berperan  sebagai filler ini diketahui  meningkatkan  ketahanan  bahan PVC  ( compound )  terhadap  degradasi  yang diakibatkan radiasi sinar gamma[9]. Senyawa CaCO 3 yang  berhasil  diidentifikasi  ini  juga terkonfirmasi oleh hasil uji XRF di atas yang menyebutkan bahwa kalsium (Ca) merupakan salah satu unsur dominan dalam sampel uji.
Gambar 3. Komparasi pola difraksi sampel uji.
Berdasarkan analisis grafik dari pola difraksi  ini  diketahui  adanya  perubahan intensitas dari puncak antarsampel uji, hal ini berkaitan dengan perubahan derajat kristalinitas pada sampel uji. Kalkulasi derajat kristalinitas  pada  sampel  uji  dilakukan
dengan  membandingkan  nilai  integrasi  area di  bawah  puncak  kristalin  dengan  integrasi area  di  bawah  grafik  secara  keseluruhan menggunakan  perangkat  lunak  origin[10]. Hasil  kalkulasi  derajat  kristalinitas  dari  tiap sampel uji ditunjukkan pada Tabel 2 berikut.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 2 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma
(Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)
Tabel 2.  Hasil  kalkulasi  derajat  kristalinitas
sampel uji. Kode Dosis Iradiasi Gamma (kGy) Derajat Kristalinitas (%) NI Non Iradiasi 74.47 A 25 71.48 B 50 76.44 C 100 71.05 D 200 69.8 E 400 69.81 F 800 67.59 Berdasarkan kalkulasi di atas diketahui  bahwa  derajat  kristalinitas  pada sampel uji cenderung turun seiring kenaikan dosis  radiasi  gamma  yang  diberikan. Penurunan derajat kristalinitas tersebut salah satunya  dapat  disebabkan  adanya cross linking pada  PVC  yang  menyebabkan terjadinya  perubahan  fase  kristalin  ke  fase amorf[11]. Terdapat anomali derajat kristalinitas  pada  sampel  uji  B  yang mendapat  dosis  sebesar  50  kGy.  Hal  ini dapat  disebabkan  tidak  homogennya  PVC compund yang  digunakan  sebagai  sampel uji,  terutama  pada  ketebalan  sampel[12]. Analisis  lebih  lanjut diperlukan untuk mendalami  hal  ini.  Hasil  uji  XRD  yang diperoleh  mengindikasikan  tidak  adanya perbedaan  signifikan  pada  pola  difraksi antara  sampel  uji  non  iradiasi  maupun iradiasi  dengan  variasi  besar  dosis.  Hal  ini mengindikasikan  tidak  terdapat  perubahan fase  mayor  dari  senyawa  kristalin  yang terkandung dalam sampel uji terkait. Adapun perubahan  halus  dari  pola  difraksi  pada rentang  2 θ  15,5°  hingga  18,9°  diduga mengindikasikan adanya gangguan terhadap asosiasi  antara  polimer  (PVC)  dengan plasticizer akibat iradiasi sinar gamma[9]. Hal ini didukung pula dengan pengamatan visual terhadap sampel uji, yaitu terdapat perubahan warna sampel yang makin terlihat gelap  seiring  meningkatnya  dosis  radiasi sinar  gamma  yang  diberikan.  Adapun beberapa  puncak  lainnya  belum  dapat teridentifikasi,  di  antaranya  pada  2 θ  8,9 o , 12,3 o ,  18,6 o ,  24,8 o ,  dan  27,3 o .  Puncak- puncak  tersebut  diduga  merujuk  kepada senyawa stabilizer PVC  berbasis  timbal, didukung  dengan  diketahuinya  unsur  timbal (Pb)  sebagai  salah  satu  unsur  dominan berdasarkan uji XRF pada sampel uji. Hanya saja  analisis  lebih  lanjut  belum  dapat dilakukan  karena  keterbatasan  informasi mengenai profil sampel uji (PVC compound ) yang digunakan ( as received ).

## c.  Karakterisasi FTIR
Karakterisasi dengan FTIR bertujuan untuk  mengetahui  perubahan  gugus  fungsi pada  sampel  uji  disebabkan  perlakuan iradiasi  dengan  sinar  gamma.  Berdasarkan perbandingan  grafik  FTIR  dari  sampel  uji non-iradiasi dan iradiasi sebagaimana ditunjukkan  pada  Gambar  4,  diketahui adanya  perbedaan transmittance fluktuatif antara  grafik  satu  dan  lainnya,  yang  juga disajikan pada Tabel 3 berikut kemungkinan gugus fungsinya (grup). Banyaknya frekuensi yang  dilewati  senyawa  (yang  tidak  diserap) akan  diukur  sebagai  persen  transmitansi (intensitas)[13]. Intensitas puncak transmitansi  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  lainnya  ditandai  dengan  semakin tajamnya puncak spektra dan rendahnya nilai transmitansi  yang  ditunjukan  pada  gambar grafik[13].
Hasil uji FTIR disajikan pada Gambar 4, Gambar 5, Gambar 6, dan Gambar 7. Pada sampel  uji  yang  diiradiasi  dengan  dosis 800  kGy  muncul  grup O-H  stretch pada wavenumber 3369 cm -1 (ditunjukkan dengan tanda panah pada Gambar 6 dan Gambar 7).
Hal ini sudah mulai terlihat di dosis 200 kGy dan  400  kGy,  di  rentang wavenumber yang sama,  3600-3000  cm -1 (Tabel  3).  Tidak terdapat  puncak  di  rentang  2000-2500  cm -1 dan 3265-3335 cm -1 ), yang mengindikasikan tidak adanya ikatan rangkap tiga, seperti C≡C atau    ≡C-H[15].  Terdapat  puncak  kecil  di sekitar  1580  -  1624  cm -1 ,  menandakan adanya  ikatan N-H  bend , weak-medium (Gambar  4,  Gambar  5,  Gambar  6,  dan Gambar  7).  Terdapat  puncak  dengan transmittance yang  cukup  kuat  lebih  dari 5  puncak,  hal  ini  mengindikasikan  bahwa sampel uji mempunyai senyawa organik yang cukup  besar.  Pada  daerah  ikatan  tunggal (2500-4000 cm -1 ), beberapa puncak terdeteksi.  Tidak  ada  puncak  di  antara 3000 cm -1
dan 3200 cm -1 , yang mengindikasikan tidak ada aromatic compounds ( Ar  C-H  stretch) [15].  Puncak  di bawah  3000  cm -1 , alkanes  and  alkyls untuk rentang  2850-3000  cm -1 ( C-H  stretch )[14].
Puncak  pada wavenumber 1721  hingga 1724  cm -1 (Tabel  3)  mengindikasikan  C-O stretch [17].  Puncak  spektra  pada 1725  cm -1 mengindikasikan  adanya  vibrasi stretching gugus carbonyl (C=O),  sementara  puncak pada  1300 –  1000  cm -1 merupakan  gugus C-O  yang  khas  dari  ester[18].  Spektra  yang tajam  dan  besar  pada  1427  sd  1437  cm -1
(Tabel  3)  mengindikasikan O-H  bend
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 1 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma
(Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)
carboxylic  acid [17] . Puncak  spektra  pada band 1426  cm -1 mengindikasikan  gugus hidrokarbon  (C-H)  dari  CH 2 dan  CH 3 , sementara  puncak  pada  2960 –  2927  cm -1 mengindikasikan  adanya  gugus  C-H  alifatik dari vibrasi stretching dari metilena,
CH 3 dan  etilena  (C 2 H 5 )[18].  Adanya  spektra yang  semakin  melebar  di  400  kGy  dan 800  kGy,  pada  3369 –  3370  cm -1 hal  ini mengindikasikan adanya gugus O-H stretch, alcohols [17].
Tabel 3. Identifikasi gugus fungsi (grup) hasil uji FTIR.
Grup 0 kGy 25 kGy 50 kGy 100 kGy 200 kGy 400 kGy 800 kGy 1/λ (cm -1 ) %T (a.u.) 1/λ (cm -1 ) %T (a.u.) 1/λ (cm -1 ) %T (a.u.) 1/λ (cm -1 ) %T (a.u.) 1/λ (cm -1 ) %T (a.u.) 1/λ (cm -1 ) %T (a.u.) 1/λ (cm -1 ) %T (a.u.) C-Cl [14] 613 43 612 32 612 38 613 28 613 30 613 34 612 29 C-Cl [14] 696 48 695 39 695 42 696 33 696 33 696 38 698 34 =C-H bend [15] 878 42,7 878 31,5 878 38,6 878 27,5 878 29,3 878 36,7 877 35,9 Trans C-H wagging [16] 962 51,7 963 41,2 964 47,3 963 36,5 963 36,7 963 42,7 963 40,1 C-O stretch [15] 1035 51,7 1035 39,2 1034 47 1033 35,4 1035 35,8 1034 43 1033 40,7 C-O stretch [15] 1074 50,4 1073 38,7 1074 46,2 1074 33,5 1073 33,6 1074 41,2 1074 39 C-O stretch [15] 1124 50,4 1124 38,8 1124 46,5 1124 33,5 1124 33,5 1125 41,3 1125 39,2 C-O stretch [17] 1288 47,3 1288 36,7 1288 44,3 1288 30,6 1288 30,6 1288 37,8 1287 36,3 O-H bend carboxylic acid [17] 1436 41,7 1437 30,9 1434 39,7 1436 26,6 1427 28 1431 35,5 1427 36,4 C-O stretch [17] 1722 50,4 1724 39,7 1723 48,3 1723 33,9 1724 33,4 1724 40,5 1721 40,1 C-H stretch [16] 2932 60,9 2930 49,6 2930 58,1 2930 45,2 2929 42,2 2932 51,1 - - C-H stretch [14] 2961 60,2 2960 49,7 2960 58,1 2960 44,7 2960 42,6 2960 50,3 2961 52,4 O-H stretch (alcohols) [17] - - - - - - - - - - 3370 71,2 3369 59,7 O-H stretch (alcohols) [17] 3696 76,9 3696 71 3696 75 3696 68 3696 66 3696 70,9 3695 72
.
Gambar 4.  Grafik FTIR
gabungan,
wavenumber  vs  transmittance, sampel non-iradiasi, iradiasi gamma 200 dan 800 kGy Gambar 5.  Grafik  FTIR, wavenumber vs transmittance , sampel non- iradiasi.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 2 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material
Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma (Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)
Gambar 6.  Grafik  FTIR  wavenumber  vs transmittance,  sampel  iradiasi 800 kGy
Gambar 7.  Grafik  FTIR, wavenumber vs transmittance ,  sampel  iradiasi 200 kGy.
Analisis  terhadap  hasil  uji  FTIR  ini menunjukkan  bahwa  tidak  ada  pengaruh yang  signifikan  dari  iradiasi  gamma  pada pembentukan gugus fungsi untuk dosis sinar gamma  hingga  100  kGy.  Hal  ini  dibuktikan dengan  spektrum  dari  semua  sampel  uji memiliki puncak-puncak pada rentang wavenumber yang  sama.  Puncak  pada  pita 844  cm -1 ditujukan  untuk  vibrasi  ulur  C-Cl.
Pada  kabel  yang  tidak  digunakan,  tampak pada  sisi  energi  yang  lebih  tinggi  yaitu 872  cm -1 ,  yang  berarti  C-Cl stretch telah terjadi di lingkungan di mana ikatan C-Cl jauh lebih  kuat  daripada  di  PVC  murni[16]. Dengan  demikian,  pita  878  dan  877  cm -1 pada Tabel 3, dapat mengindikasikan adanya C-Cl stretch .  Selain  itu,  pita  610,  620,  685 dan  693  cm -1 juga mengindikasikan  C-Cl
stretch [14].  Pada Tabel 3, yaitu pita 613 dan 612 cm -1 serta 695, 696 dan 698 cm -1 . Trans- CH wagging di pita 691 cm -1 juga salah satu yang  mengindikasikan  PVC[16]    dan  pada Tabel  3,  di  rentang  962-964  cm -1 .  Dengan demikian, pita frekwensi yang ada, termasuk yang  ada  di  2932  cm -1 (C-H stretch )  dan 1722  cm -1 (C-O stretch atau carbonyl ), mengindikasikan PVC[16].
Pada  iradiasi  gamma  200  kGy, terlihat  mulai  terbentuk  gugus  fungsi  baru dan  semakin  menguat  pada  sampel  uji 400  kGy  dan  800  kGy,  di  pita  3370  dan 3369  cm -1 (Tabel  2),  yaitu  O-H stretch ( alcohols ).  Pola  spektra ini  (mengarah  pada senyawa polyvinyl alcohols )[14].

## KESIMPULAN
Secara  umum,  berdasarkan  analisis FTIR  diketahui  bahwa  terdapat  perbedaan transmittance pada  setiap  grafik  FTIR  dari sampel  uji,  baik  yang  non-iradiasi  maupun teriradiasi.  Pada  grafik  FTIR  sampel  uji iradiasi  gamma  800  kGy  terlihat  adanya gugus  fungsi  yang  berbeda  dengan  lainnya pada wavenumber 3369  cm-1,  yaitu O-H stretch .  Munculnya  gugus  fungsi  ini  mulai terlihat di grafik FTIR 200 kGy dan 400 kGy. Spektrum IR dari sampel uji dari non-iradiasi, iradiasi  gamma  25  kGy  sd  800  kGy  telah dibahas.  Beberapa  pengujian  diperlukan untuk  menguatkan  identifikasi  terhadap gugus fungsi dalam sampel uji, di antaranya Nuclear Magnetic Resonance (NMR).
Adapun  untuk  mengidentifikasi  senyawa organik  yang  terkandung  dalam  sampel, diperlukan  pengujian  GC-MS.  Dari  uji  XRD diketahui  derajat  kristalinitas  cenderung menurun seiring kenaikan besar dosis radiasi gamma yang diberikan. Selanjutnya diperlukan pengujian mekanik untuk mengevaluasi pengaruh radiasi sinar gamma terhadap  karakter  mekanik  sampel  uji. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengonfirmasi  dugaan  adanya  gangguan terhadap  asosiasi  polimer- plasticizer yang dapat  menyebabkan  penurunan  kekuatan mekanik sejalan dengan menurunnya derajat kristalinitas dari sampel uji .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kami  sampaikan kepada  Bapak  Bambang  Sugeng,  Dian Pribadi  Perkasa,  dan  Muhammad  Yasin, serta personel kelompok uji radiometalurgi di PRTDBBNLR  yang  telah  membantu  hingga penelitian ini dapat diselesaikan.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 1 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma
(Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)

## KONTRIBUTOR PENULIS
Kontributor utama dalam makalah ini adalah Antonio Gogo dan Muhammad Ilham Bayquni.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  S.  Thomas,  K.  Joseph,  S.  K.  Malhotra, K. Goda, and S. M. Sadasivan, "Polymer composites, macro- and microcomposites. Wiley-VCH, 2012.
[2] P.  H.  Daniels,  “A  brief  overview  of theories  of  PVC  plasticization  and methods  used  to  evaluate  PVC- plasticizer  i nteraction,” J.  Vinyl  Addit. Technol. ,  vol.  15,  no.  4,  pp.  219 –223, 2009.
[3] R.  Pfaendner,  “Polymer  Additives,”  in Handbook of Polymer Synthesis,
Characterization, and Processing , Wiley, 2013.
[4]  K.  Sipila et  al. , “Acceptance  criteria  for polymers  in nuclear a pplications,” Stockholm, Sweden, 2016.
[5]  M. Ferry et al. , “Polymers in the nuclear power i ndustry,” Comprehensive
Nuclear  Materials ,  Second  Edi.,  vol.  3, Eds. 2020, pp. 545 –580.
[6]  Y.  Liu and C. Zhang, “The influence of additives  on  crystallization  of  polyvinyl c hloride,” J. Wuhan Univ. Technol. Sci. Ed , vol. 22, no. 2, 2007.
[7]  A.  M.  Abdelghany,  M.  S.  Meikhail,  and R.  Hamdy,  “Enrichment  of  poly  vinyl chloride  (PVC)  biological  uses  through sodium chloride filler, density functional theory  (DFT)  supported  experimental s tudy,” J.  Adv.  Phys. ,  vol.  13,  no.  3, 2018.
[8] N.  S.  Yousef,  “PVC  compounding: preparation,  physical  and  mechanical p roperties,” Int. J. Mech. Prod. Eng. , vol. 6, no. 12, pp. 27 –32, 2018.
[9]  G.  Wypych,  "PVC  Degradation  and Stabilization," 4th ed. Elsevier, 2020.
[10]  F.  N.  Pardo et  al. ,  “Effects  on  the thermo-mechanical and crystallinity properties  of  nylon  6,6  electrospun fibres  reinforced  with  one  dimensional (1D) and two d imensional (2D) Carbon,” Materials  (Basel). ,  vol.  6,  no.  8,  pp. 3494 –3513, 2013.
[11]  G.  S.  Sulistioso,  S.  Sudirman,  D.  I.
Anwar,  F.  Lukitowati,  dan  B.  Abbas, “Sifat  fisis  dan  mekanis  komposit  high density polyethylene (HDPE) –
hydroxyapatite  (HAp)  dengan  teknik iradiasi g amma,” J. Kim. dan Kemasan , vol. 37, no. 1, 2015.
[12]  W. Cao, M. P. Mullarney, B. C. Hancock, S. Bates, and K. R. Morris, “Modeling of transmitted X-ray intensity variation with sample  thickness  and  solid  fraction  in g lycine Compacts,” J.  Pharm.  Sci. ,  vol. 92, no. 12, 2003.
[13]  I.  Aprilia,  S.  Sarmayana,  dan  E. Suprastiwi, “Perbedaan intensitas transmitansi pelepasan senyawa hidroksil  mineral  trioxide  aggregate, nano silika sekam padi hasil metode sol- gel  dan  p irolisis,” Padjadjaran  J.  Dent. Res. Students , vol. 5, no. 1, 2021.
[14]  I. Noda, A. E. Dowrey, J. L. Haynes, and C. Marcott, “Group frequency assignments  for  major  infrared  bands observed in common synthetic p olymers,”  in Physical  Properties  of Polymers  Handbook ,  2nd  ed.,  J.  E. Mark,  Ed.  Springer,  New  York,  NY, 2007, pp. 395 –406.
[15] U. of N. Mexico, “Characteristic Infrared
Absorption Bands of Functional Groups.” [Online]. Available:
http://www.unm.edu/~orgchem/304L pages/05  IR  chart.pdf.  [Accessed:  02- Apr-2022].
[16]  A.  Ul-Hamid,  K.  Y.  Soufi,  L.  M.  Al- Hadhrami,  and  A.  M.  Shems,  “Failure investigation  of  an  underground  low voltage  XLPE  insulated  cable,” Anti- Corrosion  Methods  Mater. ,  vol.  62,  no.
5, pp. 281 –287, 2015.
[17] Merck  KGaA,  “IR  Spectrum  Table  &
Chart.” [Online].
Available: https://www.sigmaaldrich.com/ID/en/tec hnical-documents/technical-
article/analytical-chemistry/photometry- and-reflectometry/ir-spectrum-table. [Accessed: 02-Apr-2022].
[18] T.  P.  Hutabarat,  Jonius,  “Studi degradasi isolasi kabel PVC: perbandingan isolasi kabel akibat hubungan  pendek  listrik  dan  nyala  api terbuka  pada  instalasi  listrik  yang t erbakar,”  Universitas  Sumatera  Utara,
2017.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 2 Tahun 2022) 79 – 88
Karakterisasi Struktur dan Gugus Fungsi Material Insulasi Kabel Tegangan Rendah dari Produk Lokal Pasca Iradiasi Gamma (Antonio Gogo, Muhammad Ilham Bayquni)

## HALAMAN INI DIBIARKAN KOSONG