ISSN(p): 2338-8323  | ISSN(e): 2459-9638 | Vol. 11 | No. 4 | Halaman 1075 - 1088
Oktober 2023

## Optimasi Dielektrika Isolator Polimer
Silicone Rubber menggunakan Bahan Pengisi Limbah Coal Fly Ash
ANDI AMAR THAHARA 1 , MARTIN CHOIRUL FATAH 1 , IWA GARNIWA MULYANA 1,2 , CHRISTIONO 1,2 , MIFTAHUL FIKRI 1,3
1 Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, Institut Teknologi PLN, Jakarta 2 Departmen Teknik Elektro, Universitas Indonesia, Depok
3 Fakultas Teknik Elektro, Universiti Teknologi Malaysia, Johor Email: andi2110011@itpln.ac.id
Received 13 Juli 2023 | Revised 30 Agustus 2023 | Accepted 15 Oktober 2023

## ABSTRAK
Berdasarkan penelitian dengan judul “Electrical and Mechanical Properties of Fly Ash Filled Silicone Rubber for High Voltage Insulator” oleh Manjang dkk., (2015), telah dilakukan eksperimen uji karakteristik dielektrika fly ash sebagai filler pada isolator Silicone Rubber (SiR), namun belum adanya analisa optimasi komposisi kadar fly ash yang dilakukan, sehingga belum diperoleh nilai rekomendasi komposisi terbaik. Oleh  karena  itu,  tujuan  pada  penelitian  ini  dilakukan  studi  lebih  lanjut  untuk menentukan nilai optimasi dari jenis komposisi pemanfaatan fly ash sebagai filler pada isolator SiR dengan metode analisa regresi kuadratik dan memperoleh model kuadrat komposisi fly as yang mengoptimalkan kekuatan dielektrika. Hasil optimasi komposisi fly ash pada pengujian sifat hidrofobik sebesar 20.69% dari komposisi fly ash dan pengujian permitivitas relatif sebesar 80% dari komposisi fly ash.
Kata kunci : fly ash batu bara, filler, optimasi, regresi kuadratik, silicone rubber

## ABSTRACT
Based on research entitled "Electrical and Mechanical Properties of Fly Ash Filled Silicone  Rubber  for  High  Voltage  Insulators"  by  Manjang  et  al.,  (2015), experiments have been carried out to test the dielectric characteristics of fly ash as  a  filler  on  Silicone  Rubber  (SiR)  insulators,  but  there  is  no  the  optimization analysis of the composition of the fly ash content was carried out, so that the best composition recommendation value has not been obtained. Therefore, the aim of this research is to conduct further studies to determine the optimization value of the type of composition utilizing fly ash as filler in SiR insulators using the quadratic regression analysis method and obtain a quadratic model of fly ash composition that optimizes dielectric strength. Optimization results of the fly ash composition in testing the hydrophobic properties of 20.69% of the fly ash composition and relative permittivity testing of 80% of the fly ash composition.
Keywords : coal fly ash, filler, optimization, quadratic regression, silicone rubber

## 1. PENDAHULUAN
Sebagian besar sumber energi listrik di indonesia dipasok oleh Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU),  yang  memanfaatkan  batu  bara  sebagai  bahan  bakar  utama,  akibat  dari  proses tersebut indonesia menghasilkan fly ash  batu bara sekitar 8,31 Ton di tahun 2019 dan terus meningkat  tiap  tahunnya (Petrus,  dkk,  2020) Besarnya  jumlah  produksi fly  ash  juga berdampak  negatif  terhadap  lingkungan  dan  makhluk  hidup,  dampak  yang  dimaksudkan adalah hasil dari pembakaran batu bara, dimana salah satunya adalah fly ash. Fly ash memiliki beberapa partikel beracun yang terdiri dari Pb, Cd, As, Hg yang dapat larut kedalam tanah atau air, dimana unsur tanah dan air adalah unsur yang sangat dekat dengan mahluk hidup. Saat  ini  pengelolaan  limbah fly  ash  batu  bara  di  Indonesia  sangat  meprihatinkan,  sebab sebagian besar masih dikelola secara lokal dan hanya dihaparkan di ruang terbuka ( landfill) dan  dipadatkan  dengan  air (Dindi,  dkk,  2019) .  Seperti  yang  ditujukkan  Gambar  1 menunjukkan kondisi fly ash yang dihaparkan diruang terbuka dan tidak dikelola dengan baik. Berdasarkan potensi dan  dampak yang ditimbulkan,  hal ini  mendorong para peneliti dalam mencari  solusi  agar  dapat  memanfaatkan  limbah fly  ash  sebagai  material  tepat  guna (Adamczyk, dkk, 2020) (Maqsood, 2022) .
Fly ash  batubara terbagi atas  beberapa golongan yang begantung pada tingkat kalorinya, terlepas dari tingkat kalori yang terkandung pada fly ash  batu bara, dan serangkaian proses pembakaran, ada beberapa komponen penting yang terkandung didalam fly ash, diantaranya silika,  alumina,  besi,  kalsium,  karbon,  magnesium  oksida,  sulfat,  fosfat,  dan  lain-lain (Bielowicz, dkk, 2018) (Gollakota, dkk, 2019) Persentasi kandungan silika pada fly ash batubara  berbagai  jenis  sangat  tinggi,  kandungan  silika  sangat  bermanfaat  besar  pada berbagai jenis produk semen, filler karet, dan lain-lain.

## Gambar 1. Fly Ash Dihaparkan Diruang Terbuka ( Landfill)
Dimana  kandungan filler  nanosilika  mampu  meningkatkan  kemampuan  tarik  dari  bahan polimer Ethylene Propylene  Diene  Monomer (EPDM)  dan Silicone  rubber (SiR) (Ravindran, dkk, 2021) Selain meningkatkan kemampuan mekanik pada material polymer, nanosilika juga mampu  meningkatkan  kemampuan  dielektrika  pada  material  polymer  epoksi (Patel,  dkk, 2021) Selain manfaat silika yang terkandung pada fly ash batubara, dan besarnya biaya yang dibutuhkan untuk memisahkan dari tiap kandungan fly ash  batu bara (Lv, dkk, 2022) , fly ash batubara memiliki potensi besar sebagai filler rubber industri (Kar, 2021) Isolator sebagai salah satu peralatan listrik memegang peranan penting dalam proses penyaluran energi listrik. Isolator  pemasangan  luar  yang  populer  dikembangkan  saat  ini  adalah  isolator  berbahan
polimer,  dikarenakan  bahan  polimer  mempunyai  banyak  kelebihan  dibandingkan  bahan porselin dan gelas. Diantaranya adalah mempunyai sifat hidrofobik yang tinggi mempunyai rapat massa yang lebih rendah, mudah dibuat karena tidak memerlukan suhu yang sangat tinggi  dalam  proses  pembuatannya,  dan  mempunyai  tingkat  kerekatan  yang  tinggi (Chindaprasirt, dkk, 2022) . Silicone rubber juga memiliki stabilitas termal dan sifat mekanik yang sangat baik dan banyak digunakan dalam material aerospace, manufaktur mekanikal, dan perekat pada suhu tinggi (Han, dkk, 2022) .
Berdasarkan penelitian sebelumnya dengan judul “ Electrical and Mechanical Properties Of Fly Ash  Filled  Silicone  Rubber  For  High  Voltage  Insulator”  oleh (Manjang,  dkk,  2015) memanfaatkan fly ash sebagai filler karena potensi silika (SiO2) dan alumina (Al2O3) yang terkandung  dalam fly  ash  yang  tinggi.  Hasil  kandungan  terebut  telah  dibuktikan  dengan pengujian XRF. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dengan memberikan variasi persentase pada komposisi fly ash sebagai filler material isolator polimer jenis silicone rubber RTV 683 dengan komposisi filler 0% hingga 80%. Kemudian, dilanjutkan dengan pengujian untuk  melihat  karakteristik  mekanik  dan  elektrik  berdasarkan  standar American  Standard Testing Material (ASTM). Hasil penelitian ini adalah adanya peningkatan makanik dan elektrik dari pengaruh fly ash sebagai filler.
Kemudian  berdasarkan  penelitian  sebelumnya  dengan  judul  “ Effect  Of  Fly  Ash  Filler  To Dielectric Properties Of The Insulator Material of Silicone Rubber And Epoxy Resin” oleh (Kitta, dkk, 2016b) memanfaatkan limbah fly ash batubara yang dimanfaatkan sebagai filler silicone rubber. Fly ash mempunyai kandungan unsur silika (SiO2), alumina (Al2O3), titanium dioksida (TiO2), magnesium oksida (MgO) dan seng oksida (ZnO) berdasarkan uji XRF fly ash yang dilakukan pada penelitian ini, sehingga berpotensi sebagai bahan pengisi yang kemungkinan besar dapat digunakan sebagai campuran antara karet silikon dan resin epoksi untuk isolator listrik. Metode penelitian  ini  menggunakan  eksperimen  dengan mencampur fly  ash sebagai filler silicone rubber berbentuk karet silikon dan epoksi resin berdasarkan komposisi fly ash 0% hingga 50% yang dilanjutkan pengujian karakteristik sifat dielektrika. Dari hasil analisa penelitian ini kekuatan dielektrika karet silikon meningkat dengan bertambahnya jumlah fly ash. Sebaliknya pada resin epoksi, kekuatan dielektrika menurun dengan meningkatnya jumlah fly ash.
Selanjutnya penelitian sebelumnya dengan judul “ Effect Of Fly Ash Filler Quantity On Electrical Properties  Of  Silicone  Rubber  Insulator  Material”  oleh (Kitta,  dkk,  2016a) menjelaskan pengaruh jumlah fly ash sebagai bahan pengisi isolator tegangan tinggi jenis silicone rubber terhadap  karakteristik  elektrik.  Alasan  menggunakan fly  ash  karena  murah  dan  mudah diperoleh.  Metode  penelitian  ini  adalah  ekperimen  dimana fly  ash dibagi  menjadi  4  bentuk komposisi  yaitu  20%,  30%,  40%,  dan  50%  yang  dilanjutkan  dengan  pengujian  elektrik berdasarkan standar American Standar Testing Material (ASTM). Hasil pengujian karakteristik elektrik meningkat setelah penambahan filler fly ash pada silicone rubber.
Kajian di atas hanya membahas tentang pengaruh komposisi fly ash  sebagai filler terhadap kinerja mekanik isolator polimer SiR, namun tidak membahas komposisi fly ash  sebagai filler yang mengoptimalkan kinerja dielektrika isolator polimer SiR. Oleh karena itu, penelitian ini akan membahas tentang pengaruh komposisi fly ash sebagai filler terhadap kinerja dielektrika isolator  polimer  SiR  berdasarkan  komposisi fly ash  sebagai  filler  karet  silikon  tipe  RTV  683 menggunakan analisis statistik dengan tujuan diperoleh komposisi optimum fly ash sebagai filler dalam bentuk persentase dari pemodelan analisa regresi kuadratik.

## 2. METODE PENELITIAN
2.1 Persiapan Bahan dan pengujian Penelitian ini menyiapkan bahan uji dari fly ash batubara dan silicone rubber tipe RTV 683 yang  diproduksi  oleh  PT  Mepel  Chemical.  Pencampuran fly  ash  batubara  dilakukan  tanpa memisahkan kandungan mineralnya. Kemudian dilakukan pencampuran secara manual kedua bahan tersebut ( fly ash batubara dan RTV 683) dan diaduk menggunakan hardener hingga homogen. Selanjutnya bahan dituang ke dalam cetakan dengan kedalaman 2 mm dan ditekan hingga  diperoleh  bahan  dengan  keseragaman  yang  sama.  Kemudian  dilakukan  proses hardening  selama  24  jam.  Setelah  proses  pengerasan,  bahan  uji  dioven  pada  suhu  80 o C selama  24  jam.  Selanjutnya  material  siap  untuk  pengujian  permitivitas  relatif  dan  sifat hidrofobik  material.  Bahan  dibuat  dengan  kadar fly  ash  yang  berbeda  untuk  mengetahui pengaruh fly ash sebagai bahan pengisi. Pada Tabel 1 menunjukkan variasi dari komposisi fly ash sebagai filler dengan tujuan untuk melihat kemampuan efek filler fly ash batubara pada silicone rubber:
Tabel 1. Kode Sampel dan Persentase Isi Fly Ash Batu Bara No Kode Sampel Persentase Kandungan Fly Ash Batubara (Berdasarkan Berat Silicone rubber) 1 SF0 0% 2 SF1 10% 3 SF2 20% 4 SF3 30% 5 SF4 40% 6 SF5 50% 7 SF6 60% 8 SF7 70% 9 SF8 80%
Uji hidrofobisitas dilakukan dengan pengukuran sudut kontak statik. Faktor yang harus dijaga dengan baik untuk menghasilkan data yang akurat antara lain parameter seperti suhu atau temperatur,  curah  hujan  udara,  dan  polusi (Manjang,  dkk,  2015) .  Kontaminan  pada permukaan bahan dibersihkan dengan menggunakan etil alkohol 80%. Pengukuran dilakukan dalam ruangan tertutup dengan tujuan agar aliran udara terjaga konstan, sehingga kebersihan udara dapat terjaga dengan baik. Pengujian dilakukan pada suhu ruangan sekitar 26 o C dan kelembaban 85%. Pemberian tetesan air dilakukan dengan menggunakan mikropipet dengan volume tetesan 20 mikroliter. Air yang digunakan dalam percobaan ini adalah steril bidestilata yaitu air dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Pengambilan gambar tetesan air kemudian diambil dalam 3 detik pada setiap pengukuran untuk membuat pengukuran seragam. Semua parameter yang dapat mempengaruhi nilai sudut kontak telah diusahakan dan dijaga konstan sehingga  setiap  pengukuran  dianggap  dilakukan  dalam  kondisi  seragam.  Citra  tetesan  air kemudian diolah menggunakan software pengolah citra ImageJ untuk mendapatkan nilai sudut kontak.
Relatif Permitivitas atau konstanta dielektrika diperoleh dengan mengukur kapasitansi bahan dengan alat ukur kapasitansi meter yang telah dikalibrasi untuk mengurangi ketidakakuratan pengukuran  kapasitansi  liar.  Material  ditempatkan  diantara  plat  bulat  paralel  (metode  plat paralel)  dan  pengukuran  dilakukan  dengan  frekuensi  800  Hz.  Pengukuran  kapasitansi dilakukan pada suhu 26 o C dan kelembaban sekitar 85%.

## 2.2 Metode optimasi
Pada penelitian ini menggunakan regresi kuadratik sebagai metode optimasi terhadap kriteria optimasi pada desain ekperimental disebut perbandingan kualitatif dari perbandingan beragam jenis kreteria untuk mendapatkan berbagai jenis parameter. Kriteria optimasi dipertimbangkan oleh p-means, dengan −∞ ≤ 𝑝 ≤ 1 dimana variasi p antara −∞ dan 0 . Model regresi kuadratik diuraikan oleh Franz dan Firedrich pada tahun 1987 (Preitschopf dan Pukelsheim, 1987) Persamaan dari model regresi kuadratik diuraikan pada Persamaan (1) di bawah ini:
𝑌 (𝒳) = 𝛽 + 𝛽 𝒳 + 𝛽  𝒳 + 𝜎ℯ,        𝒳 ∈ [0,1]                                        (1)
Dimana ℯ merupakan kesalahan acak dengan nilai rata-rata 0 dan varian 1 dan 𝜎 > 0 adalah faktor skala yang tidak diketahui.

## 2.3 Mean Absolute Percentage Error (MAPE)
Mean  Absolute  Percentage  Error  (MAPE)  merupakan  salah  satu  metode  alternatif  evaluasi model yang digunakan untuk mengukur tingkat akurasi model suatu model. RMSE merupakan nilai rata-rata  dari jumlah kesalahan  absolut, nilai MAPE yang rendah  menunjukkan  bahwa variasi nilai yang dihasilkan model mendekati variasi pengamatan (Azmi, dkk, 2020) . Untuk menentukan nilai MAPE maka digunakan Persamaan (2) di bawah ini:
𝑀𝐴𝑃𝐸 = 1 𝑛 | 𝑦 − ŷ 𝑦 |                                                                   (2)

## Dengan:
𝑦 : Permintaan aktual ke i ŷ
: Hasil peramalan ke i
n : Jumlah data

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  menggunakan  analisis  pemodelan  optimasi  dengan  menghitung  regresi polinomial kuadrat orde 2 dengan menggunakan persamaan (1) dimana nilai X adalah jumlah varian komposisi fly ash sebagai pengisi karet silikon mulai dari 0% fly ash hingga 80% fly ash, kemudian nilai Y merupakan nilai yang diperoleh dari beberapa pengujian yang dilakukan terhadap material fly ash terhadap silicone rubber dalam satuan. Pada penelitian ini dilakukan pengujian sifat hidrofobik dan Pengukuran Permitivitas relatif ( Ɛr).

## 3.1 Karakteristik Fly Ash
Fly ash merupakan material limbah batubara dari PT Semen Tonasa Indonesia. Berdasarkan standar ASTM C612 fly ash yang diuji merupakan fly ash tipe F dengan kandungan mineral SiO2 yang tinggi, dimana fly ash tipe F mempunyai kombinasi kimia SiO2, Al2O3, dan Fe2O3
(Kar, 2021) . Kandungan tersebut dapat dilihat melalui Scanning Electron Microscope (SEM) pada gambar di bawah ini.

## Gambar 2. Karakteristik Unsur Kimia Fly Ash
Karakteristik dari fly ash batu bara tergantung dari kualitas proses pembakaran, seperti yang di  tunjukkan  pada  Gambar  2  yang  menerangkan  bahwa  mayoritas  kandungan  dari fly  ash terdiri dari SiO2, Fe2O3, dan Al2O3. Pada penelitian tersebut di laporkan bahwa karakteristik fly  ash  bersumber  dari  unsur  kimia,  ukuran  fly  ash,  mikrostruktur  dan  resistansi  elektrik (Waris, dkk, 2018)
Pada Gambar 3 merepresentasikan bentuk mikrostruktur dari fly ash ditampilkan melalui hasil dari pengujian Scanning Electron Microscope (SEM). Dari gambar tersebut fly ash berwujud sebuah partikel kecil yang mempunyai ukuran dan bentuk yang tidak beraturan (Waris, dkk, 2018)

## Gambar 3. Hasil Uji SEM Coal Fly Ash (CFA)

## 3.2 Karakteristik SiR
SiR  atau Silicone  rubber  merupakan bahan  jenis elastomer  mengandung  atom silikon  yang mampu  menjaga  kestabilan  pada  suhu  -55 o C  hingga  +300 o C  sehingga  memberikan karakteristik  seperti  stabilitas  termal  pelapukan,  dan  anti  oksidasi.  Kemudian,  karakteristik tersebut dapat meningkatkan sifat listrik dan mekanik dimana struktur kimia SiR dapat dilihat pada Gambar 4 di bawah ini (Akbar, dkk, 2019) :
Gambar 4. Struktur Kimia Silicone Rubber (SiR)
Penelitian SiR dilakukan juga oleh (Jamaludin, dkk, 2018) dengan judul penelitian “ Effect of RTV Coating Material on Electric Field Distribution and Voltage Profiles on Polymer Insulator under  Lightning  Impulse”.  Berdasarkan  hasil  penelitian  tersebut  menyatakan  bahwa penerapan  pelapisan  RTV  ternyata  efektif  dalam  hal  memperkuat  kemampuan  menahan tegangan  di  bawah  impuls  petir,  selain  itu  SiR  dapat  digunakan  untuk  memperbaiki  dan melindungi  kondisi  permukaan  isolator  polimer,  meningkatkan  kinerja  isolator  polimer, meningkatkan masa pakai, dan meningkatkan keandalan sistem tenaga listrik.

## 3.3 Optimasi Sifat Hidrofobik
Berdasarkan hasil pengambilan data sudut kontak fly ash sebagai bahan pengisi karet silikon RTV 683, didapatkan nilai hidrofobik yang dapat dilihat pada Tabel 2 berikut ini:
Tabel 2. Hasil Pengujian Sudut Kontak Kode Sampel Komposisi Kandungan Fly Ash  Pada Silicone Rubber RTV Angka Desimal Nilai Sudut Kontak SRFA0 Fly ash  0% 0 102,669 SRFA1 Fly ash  10% 0,1 104,586 SRFA2 Fly ash  20% 0,2 106,468 SRFA3 Fly ash  30% 0,3 104,867 SRFA4 Fly ash  40% 0,4 101,3 SRFA5 Fly ash  50% 0,5 103,255 SRFA6 Fly ash  60% 0,6 102,087 SRFA7 Fly ash  70% 0,7 100,062 SRFA8 Fly ash  80% 0,8 98,9385
Dengan menggunakan data pada Tabel 1, dilanjutkan dengan melihat grafik nilai uji komposisi terhadap nilai sudut kontak, grafik pengujian dapat dilihat pada Gambar 5 berikut.
Gambar 5. Grafik Regresi Kuadratik Komposisi Fly Ash Terhadap Nilai Sudut Kontak
Berdasarkan  grafik  pada  Gambar  5  dapat  dilihat  bahwa  pengaruh  penambahan fly  ash mengalami peningkatan nilai sudut kontak pada komposisi 20% kadar fly ash dalam silicone rubber yaitu sebesar 106,46 o . Sudut kontak pada komposisi tersebut meningkat sebesar 3,7% dibandingkan dengan silicone rubber tanpa filler fly ash. Kemudian, penambahan kadar fly ash sebesar  30%  kedalam silicone  rubber  menunjukkan  penurunan  sudut  kontak  dari  bahan silicone rubber tersebut.
Kemudian, dengan menggunakan software Ms. Excel. Nilai sudut kontak diproyeksikan dengan sumbu Y dan banyaknya variasi komposisi fly ash yang diproyeksikan dengan sumbu X, maka diperoleh model persamaan regresi kuadratik polinomial pada Persamaan (3) sebagai berikut
𝑦 = −16,771𝑥 + 6,9386𝑥 + 103,72                                                   (3)
Nilai MAPE dihitung dari model regresi kuadratik polinomial menggunakan data pada Tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3. Perhitungan Akurasi Pengujian Sudut Kontak Model Regresi Kuadratik
X Y Ŷ Y- Ŷ (Y- Ŷ) 2 0 102,669  103,72 -1,051 1,1046 0,1  104,586  104,246  0,33985 0,1155 0,2  106,468  104,437  2,03112  4,12545 0,3  104,867  104,292  0,57481  0,33041 0,4 101,3 103,812  -2,51208  6,31055 0,5  103,255  102,997  0,25845 0,0668 0,6  102,087  101,846 0,2409 0,05803 0,7  100,062  100,359  -0,29723  0,08835 0,8  98,9385  98,5374  0,40106  0,16085 y = -16,771x 2 + 6,9386x + 103,72 R² = 0,7325 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 0% 10% 20% 30%
40% 50% 60% 70% 80% N ila i S ud ut K on ta k ( o )
Persentase Kandungan Fly Ash (%)
Dengan memasukkan data pada Tabel 3 menggunakan persamaan (2) diperoleh nilai MAPE sebesar 0,83% yang berarti nilai persentase error menggunakan persamaan ini sangat kecil.
Oleh karena itu, diperlukan model optimasi untuk mencari nilai komposisi terbaik untuk bahan uji fly  ash  yang  digunakan  sebagai  bahan  pengisi  isolator  karet  silikon  RTV  683.  Dari Persamaan (3) di atas yaitu model persamaan regresi kuadrat polinomial yang diperoleh di atas  dapat  dilanjutkan  untuk  menentukan  nilai  komposisi fly  ash  yang  optimum  dalam menghasilkan  nilai  komposisi  terbaik.  Langkah-langkah  perhitungan  analisis  nilai  optimasi dengan menurunkan Persamaan (3), maka diperoleh:
⇔ 𝑑𝑦 𝑑𝑦 (−16,771𝑥 + 6,9386𝑥 + 103,72) = 0 ⇔ 2(−16,771𝑥 + 6,9386) = 0
𝑥 = 6,9386 33,542 = 0,2069
Dari  proses  ini  diperoleh  komposisi  (x)  sebesar  0,2069  atau  dalam  persentase  komposisi 20,69% fly ash  untuk karet silikon RTV 683 dan nilai sudut kontak optimum adalah 104,438 o .

## 3.4 Pengukuran konstanta dielektrika (Permitivitas relatif)
Berdasarkan hasil pengambilan data uji permitivitas relatif fly ash sebagai bahan pengisi karet silikon RTV 683, didapatkan berbagai nilai permitivitas relatif yang dapat dilihat pada Tabel 4 berikut ini:
Tabel 4. Hasil Pengujian Permitivitas Relatif
Kode Sampel Komposisi Kandungan Fly Ash  Pada Silicone Rubber RTV Angka Desimal Nilai Permitivtas Relatif ( Ɛr ) SF0 Fly ash  0% 0 5,04602 SF1 Fly ash  10% 0,1 5,75411 SF2 Fly ash  20% 0,2 5,72496 SF3 Fly ash  30% 0,3 6,03987 SF4 Fly ash  40% 0,4 5,93869 SF5 Fly ash  50% 0,5 5,93052 SF6 Fly ash  60% 0,6 6,14834 SF7 Fly ash  70% 0,7 6,32023 SF8 Fly ash  80% 0,8 6,47427
Dengan menggunakan data pada Tabel 4, dilanjutkan dengan melihat grafik nilai uji komposisi terhadap nilai sudut kontak, grafik pengujian dapat dilihat pada Gambar 6 berikut.
Gambar 6. Grafik Regresi Kuadratik Komposisi Fly Ash Terhadap Nilai Permitivitas Relatif ( Ɛr )
Berdasarkan grafik pada Gambar 6 dapat dilihat bahwa pengaruh penambahan fly ash pada silicone rubber meningkatkan permitivitas relatif dari material silicone rubber hingga kadar fly ash mencapai 80% dalam silicone rubber. Peningkatan permitivitas relatif pada kadar fly ash sebesar 80% dalam silicone rubber mencapai 28,3% dibandingkan material silicone rubber tanpa filler fly ash.
Kemudian, dengan menggunakan software Ms. Excel. Nilai permitivitas relatif diproyeksikan dengan sumbu Y dan banyaknya variasi komposisi fly ash yang diproyeksikan dengan sumbu X, maka diperoleh model persamaan regresi kuadratik polinomial pada Persamaan (4) sebagai berikut.
𝑦 = −1,1005𝑥 + 2,2385𝑥 + 5,2848                                                   (4)
Nilai MAPE dihitung dari model regresi kuadratik polinomial menggunakan data pada Tabel 5 di bawah ini.
Tabel 5. Perhitungan Akurasi Pengujian Permitivitas Relatif X Y Ŷ Y- Ŷ (Y- Ŷ) 2 0  5,04602 5,2848  -0,23878  0,057015888 0,1  5,75411  5,497645  0,256465  0,065774296 0,2  5,72496 5,68848 0,03648 0,00133079 0,3  6,03987  5,857305  0,182565  0,033329979 0,4  5,93869 6,00412  -0,06543  0,004281085 0,5  5,93052  6,128925  -0,19841  0,039364544 0,6  6,14834 6,23172  -0,08338  0,006952224 0,7  6,32023  6,312505  0,007725  5,96756E-05 0,8  6,47427 6,37128 0,10299 0,01060694
y = -1,1005x 2 + 2,2385x + 5,2848 R² = 0,8395 0 1 2 3 4 5 6 7 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% N ila i P er m iti vt as R el at if ( Ɛr )
Persentase Kandungan Fly Ash (%)
Dengan memasukkan data pada Tabel 4 menggunakan Persamaan (2) diperoleh nilai MAPE sebesar 2,26% yang berarti nilai persentase error menggunakan persamaan ini kecil.
Oleh karena itu, diperlukan model optimasi untuk mencari nilai komposisi terbaik untuk bahan uji fly  ash  yang  digunakan  sebagai  bahan  pengisi  isolator  karet  silikon  RTV  683.  Dari Persamaan (4) di atas yaitu model persamaan regresi kuadrat polinomial yang diperoleh di atas  dapat  dilanjutkan  untuk  menentukan  nilai  komposisi fly  ash  yang  optimum  dalam menghasilkan  nilai  komposisi  terbaik.  Langkah-langkah  perhitungan  analisis  nilai  optimasi dengan menurunkan Persamaan (4), maka diperoleh:
⇔ 𝑑𝑦 𝑑𝑦 (−1,1005𝑥 + 2,2385𝑥 + 5,2848) = 0
⇔ 2(−1,1005𝑥 + 2,2385) = 0
𝑥 = 2,2385

## 2,201 = 1,01704
Dari  proses  ini  diperoleh  komposisi  (x)  sebesar  1,01704  atau  dalam  persentase  komposisi 101,7% fly ash untuk karet silikon RTV 683 dan nilai permitivitas relatif yang optimum adalah 6,4231. Pada formulasi ini diperoleh nilai optimasi sebesar 101,7%, Namun, variabel komposisi kandungan fly  ash  pada  silicone  rubber  hanya  dari  0%  hingga  80%.  Jika  ditetapkan  nilai kandungan fly ash sebesar 101,7% maka akan berpengaruh negatif terhadap faktor lain yaitu sifat  hidrofobik  meterial,  sebagaimana  dijelaskan  pada  penelitian (Mendoza,  dkk,  2019) dengan  judul  “ Super-hydrophobic  zinc  oxide/silicone  rubber  nanocomposite  surfaces” disebutkan bahwa ada 2 faktor yang mempengaruhi sifat hidrofobik yaitu pertama struktur permukaan  yang  menunjukkan  kekerasan  yang  homogen  dan  distribusi  rongga  udara  dan yang kedua adalah molekul bobot ringan atau Low Molecular Weight (LMW) yang menutupi partikel nano pada permukaan material uji. Sehingga, diharapkan kuantitas molekul LMW lebih besar didalam material untuk menjaga sifat hidrofobik pada material (Sarathi dan Danikas, 2021) . Sehingga, jika persentase nilai optimal pada penambahan kandungan fly ash 101,7% akan  memperbesar  jarak  ikatan  LMW  pada  resin silicone  rubber  yang  menurunkan  sifat hidrofobik material. Oleh karena itu, pada penelitin ini ditentukan komposisi optimum pada pengujian  permitivitas  relatif  pada  komposisi  80%  dengan  nilai  permitivitas  relatif  sebesar 6,37128.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap sifat hidrofobik dan Pengukuran permitivitas relatif isolator polimer silicone rubber (SiR) dengan bahan pengisi fly ash dan analisis optimasi menggunakan  perhitungan statistik regresi polinomial kuadrat orde 2. Hasil pengujian  sifat hidrofobik menunjukkan komposisi fly ash optimum sebesar 20,69% dan nilai sudut kontak sebesar  104,438 o dengan  nilai  MAPE  sebesar  0,83%.  Dari  hasil  uji  permitivitas  relatif menunjukkan  nilai  komposisi  optimum  sebesar  80%  dan  nilai  permitivitas  relatif  sebesar 6,37128 dengan nilai MAPE sebesar 2,26%.

## DAFTAR RUJUKAN
Adamczyk, Z., Komorek, J., Białecka, B., Nowak, J., dan Klupa, A. (2020). Assessment of the potential of polish fly ashes as a source of rare earth elements. Ore Geology Reviews,
124, 103638. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2020.103638
Akbar, M., Ullah, R., dan Alam, S. (2019). Aging of silicone rubber-based composite insulators under  multi-stressed  conditions:  an  overview. Materials  Research  Express,  6(10),
102003.
Azmi, U., Hadi, Z. N., dan Soraya, S. (2020). ARDL METHOD: Forecasting Data Curah Hujan Harian NTB. Jurnal Varian, 3(2), 73-82.
Bielowicz, B., Botor, D., Misiak, J., dan Wagner, M. (2018). Critical elements in fly ash from the  combustion  of  bituminous  coal  in  major  polish  power  plants.  E3S  Web  of Conferences,
Chindaprasirt, P., Jitsangiam, P., dan Rattanasak, U. (2022). Hydrophobicity and efflorescence of  lightweight  fly  ash  geopolymer  incorporated  with  calcium  stearate. Journal  of Cleaner Production, 364, 132449. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132449
Dindi, A., Quang, D. V., Vega, L. F., Nashef, E., dan Abu-Zahra, M. R. (2019). Applications of fly ash for CO2 capture, utilization, and storage. Journal of CO2 Utilization, 29, 82-102.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jcou.2018.11.011
Gollakota, A. R., Volli, V., dan Shu, C.-M. (2019). Progressive utilisation prospects of coal fly ash:  A  review. Science  of  the  Total  Environment,  672,  951-989.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.03.337
Han, R., Li, Y., Zhu, Q., dan Niu, K. (2022). Research on the preparation and thermal stability of silicone rubber composites: A review. Composites Part C: Open Access, 8, 100249.
Jamaludin, F. A., Ab-Kadir, M. Z. A., Izadi, M., Azis, N., Jasni, J., Abd Rahman, M. S., dan Osman,  M.  (2018).  Effect  of  RTV  coating  material  on  electric  field  distribution  and voltage profiles on polymer insulator under lightning impulse. 2018 34th International Conference on Lightning Protection (ICLP),
Kar, K. K. (2021). Handbook of Fly Ash. Butterworth-Heinemann.
Kitta, I., Manjang, S., Tjaronge, W., dan Irmawaty, R. (2016a). Effect of fly ash filler quantity on  electrical  properties  of  silicone  rubber  insulator  material. ARPN  Journal  of Engineering and Applied Sciences, 11(7), 4689-4695.
Kitta,  I.,  Manjang,  S.,  Tjaronge,  W.,  dan  Irmawaty,  R.  (2016b).  Effect  of  fly  ash  filler  to dielectric  properties  of  the  insulator  material  of  silicone  rubber  and  epoxy  resin.
International Journal of Scientific & Technology Research, 5(3), 120-124.
Lv, B., Jiao, F., Chen, Z., Dong, B., Fang, C., Zhang, C., dan Deng, X. (2022). Separation of unburned carbon from coal fly ash: Pre-classification in liquid–solid fluidized beds and subsequent  flotation. Process  Safety  and  Environmental  Protection,  165,  408-419.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.07.031
Manjang, S., Putera, R. P., Akil, Y. S., dan Kitta, I. (2015). Electrical and Mechanical Properties of  Fly  Ash  Filled  Silicone  Rubber  for  High  Voltage  Insulator. ARPN  Journal  of
Engineering and Applied Sciences, 10(17), 7320-7327.
Maqsood,  K.  (2022). Multiobjective  optimization of  thermophysical properties  of  indonesian
fly-ash nanofluid. Materials Today: Proceedings, 49, 1255-1262.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.06.304
Mendoza, A. I., Moriana, R., Hillborg, H., dan Strömberg, E. (2019). Super-hydrophobic zinc oxide/silicone rubber nanocomposite surfaces. Surfaces and Interfaces, 14, 146-157.
Patel, S., Sengupta, R., Puntambekar, U., dan Shingne, N. (2021). Effect of different types of silica  particles  on  dielectric  and  mechanical  properties  of  epoxy  nanocomposites.
Materials Today: Proceedings, 44, 1848-1852.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.014
Petrus, H. T. B. M., Olvianas, M., Suprapta, W., Setiawan, F. A., Prasetya, A., dan Anggara, F.
(2020). Cenospheres characterization from Indonesian coal-fired power plant fly ash and  their  potential  utilization. Journal  of  Environmental  Chemical  Engineering,  8(5),
104116. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104116
Preitschopf, F., dan Pukelsheim, F. (1987). Optimal designs for quadratic regression. Journal of statistical planning and inference, 16, 213-218.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0378-3758(87)90070-X
Ravindran,  A.,  Kamaraj,  M.,  Vasanthmurali,  N.,  Meghavarshini,  V.,  dan  Balachandran,  M.
(2021).  Nanosilica  reinforced  EPDM  silicone  rubber  blends:  Experimental  and theoretical evaluation of mechanical and solvent sorption properties. Materials Today:
Proceedings, 46, 4381-4386. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.09.666
Sarathi, R., dan Danikas, M. (2021). RTV Silicone Rubber Coatings for Outdoor Insulators: A Concise Review of Some Factors Affecting their Behavior and Some Comments. Journal of Engineering Science & Technology Review, 14(1).
Waris,  T.,  Murakami,  Y.,  Hozumi,  N.,  Kawashima,  T.,  Manjang,  S.,  dan  Kitta,  I.  (2018).
Improved Performance of Silicon Rubber Insulation with Coal Fly Ash Micro Filler. EPI International Journal of Engineering, 1(2), 81-86. https://doi.org/https://doi.org/10.25042/epi-ije.082018.13