DEKOMPOSISI TERMAL PROPELAN KOMPOSIT BERBASIS AMONIUM PERKLORAT/HYDROXY TERMINATED POLYBUTADIENE (AP/HTPB)
(THE THERMAL DECOMPOSITION ANALYSIS OF AMMONIUM PERCHLORATE/HYDROXYTERMINATED POLYBUTADIENE (AP/HTPB) COMPOSITE SOLID PROPELLANT)
Wiwiek Utami Dewi 1 , dan Yulia Azatil Ismah Pusat Teknologi Roket Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Raya LAPAN No. 2, Mekarsari, Rumpin, Bogor 16350 Indonesia
1 e-mail: wiwiek.utami@lapan.go.id/wiwiekdewi@gmail.com Diterima 22 Maret 2016; Direvisi 11 Mei 2016; 2015; Disetujui 17 Juni 2016

## ABSTRACT
Thermal  decomposition  process  of  AP/HTPB  solid  propellant  type  RUM,  450  and  1220  were investigated by DTG60 (Differential Thermogravimetric) with operational parameters: temperature 30 – 400 o C, nitrogen flow rate 50 ml/min, and heating rate 2.5 C/min. Thermal decomposition analysis will be  the  first  step  of  decomposition  kinetics  research  in  determining  life  time  of  the  propellant.  TGA curve  of  propellant  RUM  was  found  to  be  two  staged  meanwhile  the  thermal  decomposition  of propellant 450 and 1220 has become one staged. The DTA curve/thermogram of propellant RUM show the  formation  of  intermediate  product  before  full-length  decomposition.  Unlike  propellant  RUM,  DTA curves of propellant 450 and 1220 do not show the formation of intermediate product. Decomposition process  of  propellant  450  and  1220  accelerate  by  Al  presence.  The  difference  between  AP  modal  on propellant  450  and  1220  show  insignificance  effect  to  the  amount  of  decomposition  energy consumption.
Kata kunci: Dekomposisi, Propelan, DTA, TGA, DTG

## ABSTRAK
Proses dekomposisi termal propelan padat AP/HTPB jenis RUM, 450 dan 1220 telah dianalisis menggunakan Differential  Thermogravimetric 60  (DTG)  dengan  parameter  operasi:  suhu  30  -  400 ⁰ C, atmosfer  nitrogen  berlaju  alir  50  ml/menit,  dan  laju  pemanasan  2,5 ⁰ C/menit.  Analisis  dekomposisi termal  adalah  langkah  awal  penelitian  kinetika  dekomposisi  propelan  dalam  menentukan life  time propelan. Kurva TGA menunjukkan bahwa propelan RUM mengalami proses dekomposisi dua tahap sedangkan  propelan  450  dan  1220  mengalami  proses  dekomposisi  satu  tahap.  Kurva  DTA/ termogram  proses  dekomposisi  propelan  RUM  menunjukkan  adanya  pembentukan  produk intermediate sebelum akhirnya terdekomposisi sempurna. Berbeda dengan propelan RUM, termogram propelan  450  dan  1220  tidak  menunjukkan  terbentuknya  produk intermediate .  Proses  dekomposisi propelan 450 dan 1220 terakselerasi oleh keberadaan Al. Perbedaan modal AP pada propelan 450 dan 1220 ternyata tidak begitu berpengaruh pada nilai konsumsi energi proses dekomposisi.
Keywords: Decomposition, Propellants, DTA, TGA, DTG

## 1  PENDAHULUAN
Dekomposisi
adalah
proses
dimana  senyawa  kimia  kompleks  rusak atau hancur atau terpecah-pecah menjadi  senyawa  kimia  yang  jauh  lebih sederhana.  Proses  dekomposisi  yang disebabkan  karena  adanya  paparan panas  disebut  dekomposisi  termal.  Suhu dekomposisi suatu material adalah suhu dimana material tersebut terdekomposisi secara kimia.
Pada  makalah  ini  akan  dibahas analisis  proses  dekomposisi  termal  tiga jenis propelan komposit yang diproduksi oleh  LAPAN  diantaranya  propelan  RUM, RX450,  dan  RX1220.  Ketiga  propelan tersebut  memiliki  ciri  khas  yang membedakan  satu  sama  lain.  Propelan RUM  merupakan  propelan  AP/HTPB bimodal  (AP  dua  ukuran  partikel). Propelan  RX450  merupakan  propelan Al/AP/HTPB  bimodal.  Sementara  itu, propelan  RX1220  adalah  propelan Al/AP/HTPB  trimodal  (AP  tiga  ukuran partikel).
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah untuk  memaparkan,  menjelaskan  dan menganalisis  pola  dekomposisi  termal pada kondisi slow cook-off atau pemanasan  perlahan  dengan  bantuan alat DTG. Penelitian ini akan memberikan  penjelasan  lebih  rinci tentang  perbedaan  pola  dekomposisi propelan  AP/HTPB,  propelan  Al/AP/
HTPB  bimodal  serta  propelan  Al/AP/ HTPB trimodal.
Pemahaman mengenai karakteristik dekomposisi  termal  propelan  adalah langkah  pertama  dalam grand  design tahapan penelitian kinetika dekomposisi propelan. Pola dekomposisi sangat menen- tukan  modeling  matematika  dari  proses kinetika  dekomposisi  propelan.  Pada riset  selanjutnya,  ketiga  nilai  kinetika triplet (energi aktivasi, konstanta arhennius  dan  konstanta  laju  reaksi) serta model dekom-posisi termal propelan akan  ditentukan.  Nilai  triplet  kinetika propelan  akan  memberikan  informasi mengenai life  time propelan  dan  lebih jauh  lagi  akan  memberikan  pedoman bagi sistem penyimpanan produk propelan dan roket.
Komponen penyusun utama propelan  komposit  adalah  ammonium perklorat  (AP)  sebagai  oksidator  dan hydroxyterminated  polybutadiene (HTPB) sebagai matriks pengikat ( binder ). Selain kedua  material  utama tersebut, propelan komposit biasanya ditambahkan zat aditif untuk meningkatkan sifat balistik propelan.  Zat  aditif  yang  biasa  dipakai adalah  logam  dan  oksida  logam.  Salah satu  zat  aditif  yang  paling  popular  dan digunakan  LAPAN  adalah  aluminium (Al).  Al  sering  disebut solid fuel .  Al meningkatkan nilai kalor (energi) pembakaran propelan.
Selain  penambahan  aditif  seperti yang  sudah  disebutkan  sebelumnya, kinerja  propelan  juga  dipengaruhi  oleh ukuran  partikel  AP.  Ukuran  partikel  AP yang lebih kecil akan meningkatkan luas permukaan  propelan  sehingga  proses pembakaran  propelan  menjadi  semakin cepat.  Propelan  RX1220  menggunakan konsep  trimodal  untuk  meningkatkan kinerjanya.
Rodic dan Bajlovski (2006) melakukan  penelitian  tentang  pengaruh penggunaan  tiga  ukuran  AP  (trimodal) pada  kecepatan  bakar  propelan.  Rodic dan  Bajlovski  menggunakan  AP  ukuran 400  µm,  200  µm  dan  80  µm.  Hasil penelitian  Rodic  dan  Bajlovski menun- jukkan  bahwa  semakin  besar  fraksi  AP ukuran  80  µm  maka  kecepatan  bakar semakin  meningkat.  Kecepatan  bakar meningkat  hingga  25%  ketika  perban- dingan AP 200 µm dan 80 µm adalah 1 : 1. Sementara itu kecepatan bakar terendah diperoleh  ketika  fraksi  AP  ukuran  400 µm terbesar.
Seperti  yang  sudah  dijelaskan sebelumnya,  makalah  ini  tidak  akan membahas pengaruh ukuran partikel AP atau  penambahan  Al  pada  kinerja keseluruhan  propelan  seperti  kecepatan bakar atau spesifik impuls, namun lebih kepada  menganalisis  perbedaan  proses dekomposisi  yang  terjadi  pada  ketiga jenis propelan.
Banyak  studi  yang  sudah  dilaku- kan untuk menyelidiki proses dekomposisi termal propelan. Salah satunya dilakukan oleh Liu Leili, dkk pada 2004. Penelitian tersebut  menyimpulkan  bahwa  proses dekomposisi  propelan  sangat  dipengaruhi oleh  jenis  dan  ukuran  partikel  aditif balistik yang ditambahkan. Penambahan Al ukuran mikro memberikan efek katalitik terendah  sementara  penambahan  Cu dan  NiCuB  ukuran  nano  memberikan efek  katalitik  terbaik.  Cu  dan  CuNiB mempercepat  terjadinya  dekomposisi termal karena berhasil menurunkan suhu dekomposisi  eksotermis  propelan  yang ditandai  dengan  bergesernya  puncak
eksotermis  kedua  sebesar  34 ⁰ C  pada termogram.
Lalith  V  Kakumanu,  dkk  (2014) melakukan  penelitian  proses dekomposisi termal pada propelan komposit AP-HTPB yang  ditambahkan  katalis  pembakaran dari  jenis metal  phthalocyanines (CuPc, CoPc dan FePc) pada rentang suhu 30 ⁰ C – 500 ⁰ C.  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa  katalis  tersebut  mempersingkat proses  dekomposisi  termal  propelan AP/HTPB.  Proses  dekomposisi  yang awalnya  terdiri  dari  3  tahap  menjadi hanya  2  tahap.  Katalis  pembakaran terbaik  pada  penelitian  tersebut  adalah FePc karena berhasil menurunkan suhu dekomposisi  eksotermis  propelan  sebesar 94 ⁰ C pada termogram.
Dekomposisi termal propelan dapat  diamati  menggunakan  instrumen analisis  termal.  Analisis  termal  adalah pengukuran  perubahan  fisik  suatu  zat sebagai  fungsi  dari  suhu.  Salah  satu instrumen  analisis  termal  yang  umum dipakai  adalah Differential  Thermal Analysis  -  Thermogravimetry (DTA-TG). DTA-TG  adalah  intergrasi  dari  DTA  dan DTG  dalam  satu  instrumen.  Pada  DTA- TG,  perubahan  massa  dan  profil  termal suatu  material  direkam  secara  terus- menerus  selama  sampel  dipanaskan dalam tungku dengan kondisi tertentu.

## 2  METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Material
Bahan propelan berasal dari Dalian Clorate  Co.  LTD.  HTPB  dengan  berat molekul  2300  –  2800  dan  kandungan isomer  Cis  12,63%,  Trans  23,37%,  dan Vinil  35,34%. Curing  agent yang  diguna- kan  adalah  TDI  (Toluene-2,4-diisocyanate 80  %  dan  Toluene-2,6-diisocyanate  20 %). Ammonium perchlorate (AP) memiliki 4  macam  ukuran  partikel  400µm  ±  25 µm,  200µm  ±  25  µm,  100µm  ±  15  µm, dan  50µm  ±  15  µm.  Al powder 99% dengan ukuran partikel 30µm.

## 2.2 Proses Manufaktur Propelan
Propelan  padat  diformulasikan dengan  menggunakan  bahan  HTPB
sebagai matriks pengikat ( binder ) dan AP sebagai  oksidator.  Proses  produksi motor  roket  LAPAN  dilakukan  dengan perpaduan  antara  metode free  standing dan case  bonded .  Propelan  dibuat terpisah menggunakan cetakan propelan (Dewi, 2014).
Bahan  AP  dikeringkan  terlebih dahulu  selama  4  jam  pada  suhu  60 ⁰ C untuk  menurunkan  kadar  air,  untuk bahan  AP  400  µm  setelah  dikeringkan dilakukan  proses grinding untuk  mem- perkecil  ukuran  partikel.  Proses  pem- buatan  propelan  dimulai  dengan  proses pencampuran  HTPB  dan  TDI  dalam kondisi  vakum  0,1  kPa  pada  suhu  50  – 60 ⁰ C. Matriks binder kemudian ditambah- kan Al. AP selanjutnya ditambahkan mulai dari  ukuran  partikel  terbesar  hingga terkecil agar bahan AP tercampur dengan homogen. Proses casting slurry propelan dilakukan  dengan  kondisi  vakum  75 cmHg.  Propelan  dimatangkan  dalam oven bersuhu 60 ⁰ C selama 22 jam.
Pada penelitian ini propelan yang digunakan  ada  tiga  jenis  yaitu  propelan RUM,  450,  dan  1220.  Komposisinya adalah sebagai berikut:
 Propelan  RUM  terdiri  dari  HTPB:TDI 15:1; AP 80% dengan perbandingan AP 200µm:50µm 1:1.
 Propelan  450  terdiri  dari  HTPB:TDI 15:1; AP 75% dengan perbandingan AP 400µm:200µm 1:1; Al 30µm 7,5%.
 Propelan  1220  terdiri  dari  HTPB:TDI 15:1; AP 77,5% dengan perbandingan AP 200µm:100µm: 50µm1:1:1;Al 30µm 7,5%.

## 2.3 Analisis Termal DTA-TG
Analisis  termal  adalah  cabang dari  ilmu  material  yang  mempelajari perubahan  sifat  material  sebagai  fungsi dari  suhu.  Pada  DTA-TG  sampel  dan material  referensi  dipanaskan  dalam sebuah  tungku  pemanas  dengan  laju panas  konstan  hingga  mencapai  suhu tertentu  (dipanaskan  dalam  atmosfer inert  N 2 ).  Ketika  sampel  dan  material referensi  (Al 2 O 3 ) dipanaskan  bersama- sama  akan  terjadi  perubahan  fasa  dan proses  termal  pada  sampel  sehingga
mengakibatkan  terjadinya  perbedaan suhu  antara  sampel  dan  referensi. Perubahan  fasa  yang  terjadi  juga mengakibatkan perubahan massa sampel (Dewi, 2015).
DTA akan mengukur dan merekam perbedaan suhu (ΔT) antara sampel dan senyawa  referensi.  ΔT  akan  memper- lihatkan  perubahan  suhu  yang  positif atau  negatif  ketika  sampel  merespon kenaikan  suhu  yang  terjadi  selama proses  pemanasan.  Perubahan  suhu akan dikonversi menjadi perubahan energi selama proses pemanasan. Sementara itu, TGA mengukur dan merekam perubahan massa  sampel  (Δm)  selama  proses pemanasan.  Perubahan  energi  dan massa  kemudian  diplot  terhadap  suhu dan atau waktu.
Instrumen  yang  dipakai  pada penelitian ini adalah DTG-60 Shimadzu. Data akuisisi alat DTG-60 menggunakan bantuan  perangkat  lunak  TA-60WS. Perangkat  lunak  ini  memberikan  kurva profil  perubahan  massa  dan  energi  dari material  secara real  time .  Data  tersebut kemudian  diolah  dengan  perangkat lunak  TA60  untuk  menghasilkan  data termal  seperti berat hilang  ( weight  loss ) , kalor/entalpi proses termal (∆H), puncak eksotermis  –  endotermis,  dll.  Nilai konsumsi  energi  proses  dekomposisi (∆H)  diperoleh  dari  integrasi  luasan kurva  DTA  material.  Pengujian  termal dilakukan dengan parameter operasi alat DTG-TA  pada  suhu  operasi  30  -  400 ⁰ C, atmosfer  nitrogen  berlaju  alir  50  ml/ menit, dan laju pemanasan 2,5 o C/menit. Pemanasan  propelan  pada  DTG akan  memberikan  gambaran  mengenai proses  dekomposisi  secara slow  cook-off (pemanasan perlahan). Pengamatan proses dekomposisi  termal  terbaik  dilakukan dengan laju pemanasan rendah sehingga semua  tahapan  dekomposisi  dapat terdeteksi dan direkam dengan lebih baik. Goncalves,  dkk  (2013)  menggunakan laju pemanasan 0,33K/s pada pengujian dekomposisi  termal  propelan  AP/HTPB. Goncalves  juga  mengungkapkan  bahwa ketika  laju  pemanasan  yang  digunakan
terlalu tinggi, proses dekomposisi propelan akan  menjadi  tidak  selesai  secara sempurna.
Sampel
propelan dipotong kemudian diserut hingga menjadi seperti bubuk yang berukuran seragam. Sampel kemudian  diletakkan  pada  sampel  pan aluminium.  Material  referensi  yang digunakan adalah α-Al 2 O 3 . Berat sampel yang digunakan sekitar 11 mg.

## 3  HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik  dekomposisi  termal dari propelan RUM, 450 dan 1220 (seperti terlihat pada Gambar 2-1) telah diinves- tigasi  menggunakan thermogravimetric analysis (TGA).  Prosentase  berat  hilang dan  massa  residu  dari  setiap  sampel propelan  pada  suhu  30  –  400 ⁰ C  telah dievaluasi dan disajikan pada Tabel 2-1.
Sumbu x pada kurva TGA menyata- kan  suhu  dan  sumbu  y  menyatakan prosentase  berat  hilang  yang  terjadi selama  proses  pemanasan  propelan. Seiring  dengan  kenaikan  suhu,  massa
propelan akan berkurang (terdekomposisi). Kurva  TGA  terbagi  menjadi  dua  zona. Zona  1  berada  pada  rentang  suhu  30- 260 ⁰ C  dan  zona  2  berada  pada  rentang suhu  260-400 ⁰ C.  Propelan  mulai  me- ngalami  penurunan  massa  secara  masif pada  suhu  sekitar  260 ⁰ C.  Alasan  inilah yang  dijadikan  pertimbangan  dalam penetapan  suhu  260 ⁰ C  sebagai  titik pembagi zona.
Berat  residu  propelan  RUM (AP/HTPB)  adalah  yang  paling  rendah daripada  ketiga  propelan  tersebut. Sementara  berat  residu  propelan  450 dan  1220  (Al/AP/HTPB)  lebih  tinggi. Propelan dengan penambahan aluminium lebih  tahan  terhadap  paparan  panas. Aluminium  merupakan  aditif  logam sehingga  wajar  bila  prosentase  residu propelan  dengan  kandungan  Al  lebih rendah. Al memiliki titik leleh jauh lebih tinggi  dari  semua  komponen  penyusun propelan. Titik leleh Al ±660 ⁰ C sementara AP ±300 ⁰ C dan HTPB ±450 ⁰ C.
Gambar 2-1: Kurva TGA propelan
Tabel 2-1: PROFIL TGA PROPELAN Sampel Zona Suhu Awal Suhu Akhir Berat Hilang Berat Residu ( o C) ( o C) % % Propelan RUM 1 30 260 3.69 10.81 2 260 400 85.48 Propelan 450 1 30 260 2.40 21.44 2 260 400 76.16 Propelan 1220 1 30 260 2.23 18.70 2 260 400 79.06
Zona 1
Proses  dekomposisi  propelan RUM  yang  merupakan  propelan  virgin AP/HTPB  terjadi  dalam  dua  langkah penurunan massa. Penambahan Al pada komposisi  propelan  450  dan  1220 mengubah  proses  dekomposisi  propelan yang awalnya dua langkah menjadi satu langkah.  Pada  proses  dekomposisi propelan 450 dan 1220 terjadi penurunan massa tiba-tiba tidak bertahap.
Gambar  2-2  merupakan  kurva DTA  (termogram)  dekomposisi  propelan RUM,  450  dan  1220.  Sumbu  x  pada kurva DTA menyatakan suhu dan sumbu y  menyatakan  energi  yang  terjadi  pada proses  pemanasan  propelan.  Seiring dengan kenaikan suhu, terjadi perubahan  entalpi  (energi)  pada  sampel propelan.  Perubahan  energi  tersebut terlihat  dari  puncak  endotermis  dan eksotermis  yang  terjadi.  Kurva  DTA suatu  material  adalah  sidik  jari  termal material.  Kurva  ini  menggambarkan
respon  suatu  material  ketika  terpapar panas. Sama  seperti  kurva  TGA, termogram  dibagi  ke  dalam  dua  zona. Zona  1  berada  pada  rentang  suhu  30- 260 ⁰ C  dan  zona  2  berada  pada  rentang suhu 260-400 ⁰ C. Perilaku termal propelan  pada  suhu  30  –  400 ⁰ C  telah dievaluasi dan disajikan pada Tabel 2-2.
Ketiga  propelan  memiliki  puncak eksotermis  pertama  pada  suhu  sekitar 165-175 ⁰ C.  Puncak  eksotermis  pada rentang  suhu  tersebut  merupakan peristiwa hilangnya  air  atau kelembaban pada  suatu  propelan.  Pada  termogravi- metri,  dekomposisi  yang  terjadi  pada suhu  50-200 ⁰ C  berhubungan  dengan evaporasi uap air yang terabsorpsi pada matriks  polimer/komposit.  Evaporasi yang terjadi pada suhu 50-200 ⁰ C berlangsung  pada  daerah  volume  bebas ( free  volume  area ),  di  bagian  kosong antar  ikatan  silang  molekul  polimer/ komposit (Brun, 2007).
Gambar 2-2: Kurva DTA propelan
Tabel 2-2: PROFIL DTA PROPELAN
Sample Berat Zona 1 Zona 2 Puncak Ekso 1 Puncak Endo Puncak Ekso 2 Puncak Ekso 3 mg T ( o C) T ( o C) T ( o C) T ( o C) Propelan RUM 11.659 162.78 241.89 277.26 340.16 Propelan 450 11.502 172.60 245.11 - 313.31 Propelan 1220 11.401 166.15 242.18 - 352.37
Puncak endotermis
propelan terjadi  pada  suhu  sekitar  240-245 ⁰ C. Puncak  endotermis  ini  menunjukkan proses  perubahan  fasa  kristal  AP  dari bentuk  ortorombik  ke  kubik  (Liu  Leili, dkk,  2004)  (Kakumanu,  dkk,  2014) (Goncalves,  dkk,  2013).  Tidak  ada perbedaan  yang  mencolok  pada  puncak endotermis antara propelan satu dengan yang  lain.  Hal  ini  menandakan  bahwa ukuran  partikel  AP  tidak  berpengaruh pada suhu perubahan fasa kristal AP.
Secara  umum  tidak  terlihat  per- bedaan  bentuk  termogram  propelan pada zona 1. Perbedaan mencolok terjadi pada zona 2. Adanya puncak eksotermis setelah  terjadi  perubahan  fasa  AP  pada zona  1  menunjukkan  bahwa  proses dekomposisi propelan baru dapat terjadi ketika  partikel  AP  berubah  fasa  dan mulai terdekomposisi.
Proses dekomposisi termal propelan  RUM pada zona 2 terbagi dalam dua tahapan. Hal ini ditunjukkan dengan adanya dua puncak eksotermis (277,26 ⁰ C dan  340,16 ⁰ C).  Sementara  pada  zona  2 dekomposisi  propelan  450  dan  1220 hanya  terdapat  satu  puncak  eksotermis yaitu masing-masing pada suhu 313,31 ⁰ C dan 352,27 ⁰ C.
Pada  propelan  RUM,  puncak eksotermis  yang  terjadi  pada  suhu 277,26 ⁰ C  berkaitan  dengan  terjadinya dekomposisi  parsial  dari  propelan  dan pembentukan produk intermediate . Sementara itu, puncak eksotermis kedua yang  terjadi  pada  suhu  340,16 ⁰ C menunjukkan proses dekomposisi lengkap dari  produk intermediate ke  produk volatile (Liu  Leili,  dkk,  2004).  Produk intermediate berupa  gas  hasil  proses depolimerisasi  HTPB  seperti  butadiena (Chen, dkk, 1991).
Mekanisme  dekomposisi  propelan AP/HTPB  dapat  diilustrasikan  melalui langkah-langkah berikut ini:
 Langkah  pertama.  Proses  disasosiasi– sublimasi AP terjadi pada suhu rendah (<300 ⁰ C) (Kakumanu, dkk, 2014).
NH 4 ClO 4  NH 3 + HClO 4
 Langkah  kedua.  HTPB  terpirolisis membentuk beberapa produk gas utama antara  lain  butadiena,  siklopentena,
1,3-sikloheksadiena, dan 4-
vinilsikloheksena (Cai, dkk, 2008).
 Langkah  ketiga.  Segera  setelah  terjadi perubahan fasa AP, AP terdekomposisi dan  produk  pirolisis  HTPB  terbentuk. Produk-produk gas  tersebut kemudian bereaksi dengan HClO4, menghasilkan senyawa  hydrogen  dan  membentuk HCl dan H 2 O. Kemudian residu karbon bereaksi dengan O 2 untuk membentuk CO dan CO 2 (Kakumanu, dkk, 2014). Seperti sudah dipaparkan sebelumnya, berbeda dengan termogram propelan RUM yang memiliki dua puncak eksotermis,  termogram  propelan  AP/Al/ HTPB (propelan 450 dan propelan 1220) hanya  memiliki  satu  puncak  eksotermis. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan Al memberikan pengaruh yang signifikan pada  proses  dekomposisi  termal  dan pembakaran propelan.
Hilangnya  puncak  eksotermis kedua pada propelan dengan kandungan Al menunjukkan bahwa penambahan Al memberikan  efek  katalitik  dalam  proses dekomposisi  propelan.  Penambahan  Al meningkatkan  ekstraksi  O 2 dari  HClO 4 karena terjadi reaksi redoks yang meng- akibatkan  laju  reaksi  total  meningkat (Kakumanu, 2014).
Walaupun penambahan Al menurunkan konsumsi energi total pada proses  dekomposisi  namun  perbedaan jenis  modal  AP  yang  digunakan  tidak begitu  berpengaruh  pada  konsumsi energi  total  proses  dekomposisi (Tabel 2- 3).  Energi  dekomposisi  adalah  jumlah energi  yang  diperlukan  untuk  proses dekomposisi  propelan,  bukan  kalor pembakaran. Tidak ada korelasi langsung antara  besarnya  energi  dekomposisi dengan kinerja propelan.
Tabel 2-3: KONSUMSI ENERGI PROSES DEKOMPOSISI PROPELAN
Sample Berat Konsumsi Energi Proses Dekomposisi mg kJ/g Propelan RUM 11.659 26,28 Propelan 450 11.502 20,76 Propelan 1220 11.401 22,98
Ukuran  partikel  serbuk  Al  yang lebih  kecil  dari  propelan  juga  turut memberikan sumbangan pada percepatan reaksi propelan AP/Al/HTPB. Oleh karena ukuran  partikel-nya  yang  kecil,  luas permukaan serbuk Al lebih luas. Hal ini memungkinkan  Al  dapat  menyerap molekul  reaktif  gas  hasil  dekomposisi  AP dan HTPB lebih banyak pada permukaannya  sehingga  mempercepat reaksi. Berdasarkan termogram propelan pada  Gambar  2-2,  propelan  450  dan 1220 (AP/Al/HTPB) terdekomposisi tanpa pembentukan produk intermediate sehingga puncak eksotermis kedua tidak muncul.  Penambahan  Al  pada  propelan AP/HTPB mempercepat reaksi pembakaran  dan  meningkatkan  energi propelan.

## 4  KESIMPULAN
Pola  dekomposisi  propelan  AP/ HTPB serta propelan Al/AP/HTPB bimodul dan trimodal memiliki perbedaan.
Propelan RUM (AP/HTPB) terdekomposisi dalam dua tahap sementara propelan 450 (Al/AP/HTPB bimodul) dan
1220 (Al/AP/HTPB  trimodul)  terdekomposisi dalam satu tahap. Pada proses dekomposisi  propelan  RUM  terbentuk produk  antara  ( intermediate )  sebelum akhirnya terdekomposisi sempurna. Sementara  itu  pada  propelan  450  dan 1220  tidak  terbentuk  produk  antara ( intermediate ) karena proses dekomposisi terakselerasi  dengan  keberadaan  Al. Perbedaan  moda  AP  pada  propelan  450 dan 1220 ternyata tidak begitu berpengaruh pada nilai konsumsi energi proses dekomposisi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  ditujukan pada  Drs.  Sutrisno,  M.Si  dan  Dr.  Heru Supriyatno  selaku  pembimbing.  Ucapan terima kasih juga ditujukan pada rekan- rekan peneliti, perekayasa dan teknisi di Laboratorium  Insulasi  Termal,  dan Laboratorium Proses Propelan,
Pustekroket, LAPAN.

## DAFTAR RUJUKAN
Brun,  E;  Rain,  P;  Teissedre,  G;  Guillermin,  C dan Rowe, S, 2007. Hygrothermal Aging
of  Filled  Epoxy  Resins .  International Conference on Solid Dielectrics UK. Cai,  Weidong;  Thakre,  Piyush  dan  Yang,  Vigor, 2008. A  Model  of  AP/HTPB  Composite Propellants  Combustion  in  Rocket  Motor Environments. Combustion  Science  and Technology, 180 : 2143 – 2169.
Chen,  J.K  and  Brill,  T.B,  1991. Chemistry  and Kinetics of Hydroxylterminated Polybutadiene (HTPB) and Diisocyanate – HTPB Ploymers During Slow Decomposition and Combustion-like
Conditions. Combustion  and  Flame,  87: 217 – 232.
Dewi,  Wiwiek  Utami,  2014. Optimasi  Sistem Lining Motor Roket Padat RX1220 Melalui Perubahan Komposisi Material Liner dan Metode Lining. Jurnal Teknologi
Dirgantara, Vol 12, No. 1 : 27-36. Dewi,  Wiwiek  Utami,  2015. Identifikasi  Aging pada  Komponen  Polisulfida  Cair  Dalam Material  Liner  Menggunakan  Metode Analisis  Termal  DTG. Bunga  Rampai Hasil  Penelitian  Teknologi  Roket  Sonda Indonesia 2015 : 88 - 100.
Goncalves,  R.F.B.;  Rocco,  J.A.F.F  dan  Iha,  K., 2013. Thermal Decomposition Kinetics of Aged Solid Propellant Based on Ammonium Perchlorate–AP/HTPB Binder , 325 - 342 . http://dx.doi.org/10.5772/52109 , download 19 Mei 2015.
Kakumanu,  Lalith  V;  Yadav,  Narendra; Karmakar,  Srinibas,  2014. Combustion Study  of  Composite  Solid  Propellants Containing Metal Phthalocyanines. International  Journal  of  Aerospace Science, 3 (2) : 21 – 36.
Leili, Liu; Fengsheng, Li; Linghua, Tan; Min, Li dan Yi, Yang, 2004. Effects of Metal and Composite  Metal  Nanopowders  on  The Thermal  Decomposition  of  Ammonium Perchlorate  (AP)  and  The  Ammonium Perchlorate/Hydroxyterminated Polybutadiene (AP/HTPB) Composite Solid Propellant. Chinese  J.  Chem.  Eng.,  12 (4) : 595 – 598.
Rodic,  Vesna  dan  Bajlovski,  Miomir,  2006 . Influence of Trimodal Fraction Mixture of Ammonium  Perchlorate  on Characteristic of  Composite  Rocket  Propellant. Scientific Technical Review, Vol LVI, No.2 : 38 - 44. Sutton,  G.P  and  Biblarz,  Oscar,  2001. Rocket Propulsion  Elements, 7th  Edition,  John Wiley & Sons, New York.