## PENGGUNAAN BINDER HTPB BERENERGI TINGGI UNTUK MENINGKATKAN ENERGETIK PROPELAN KOMPOSIT (APPLICATION OF HIGH ENERGY HTPB BINDER TO ENHANCE THE ENERGETIC OF COMPOSITE PROPELLANT)
Luthfia Hajar Abdillah 1 , Heri Budi Wibowo, Kendra Hartaya Pusat Teknologi Roket Lembaga Penerbangan Dan Antariksa Nasional (LAPAN) Jl. Raya Lapan No.2 Mekarsari, Rumpin, Bogor 16350, Jawa Barat
1 e-mail : luthfia.hajar@lapan.go.id
Diterima: 22 Mei 2018; Direvisi: 26 Juni 2018; Disetujui: 11 Juli 2018

## ABSTRACT
Raising  more  energetic  performance  of  propellant,  the  need  of  more  energetic  materials  was reported in recent studies, such as the need of energetic binders. The strict control of these materials distribution  was  one  of  difficulties  for  getting  it.  So,  it  take  in  concern  to  have  those  materials independently. The most common non-energetic binder was HTPB, to make it more energetic could be established by introduce energetic groups like nitro group but remain in stable condition. This paper was  presenting  the  study  of  potential  conversion  of  HTPB  binder  to  energetic  nitro-HTPB,  which pervades  materials,  equipments,  and  methods  that  can  be  applied  in  Indonesia.  The  process  was nitration of HTPB into nitro-HTPB. Based on its energetic study, nitro-HTPB has the potential to improve energetic performance of composite solid propellant. The most effective method to synthesize nitro-HTPB was nitration by sodium nitrite at low temperature (0 o C).
Keywords : HTPB, nitro-HTPB, energetic binder, propellant

## ABSTRAK
Untuk mendapatkan performa propelan yang lebih energetik, penelitian terbaru menunjukkan bahwa diperlukan penggunaan material-material yang bersifat lebih energetik, misalnya penggunaan binder energetik.  Pengawasan  yang  ketat  atas  peredaran  material  energetik  seperti  ini  cukup menyulitkan  untuk  mendapatkan  material-material  tersebut.  Oleh  karena  itu  kemandirian  untuk memiliki material tersebut sudah seharusnya menjadi perhatian. Binder propelan  komposit yang paling banyak  digunakan  saat  ini  adalah  HTPB  yang  bersifat  non-energetik.  Untuk  membuatnya  lebih berenergi tinggi dapat dilakukan dengan menambahkan gugus yang bersifat energetik seperti gugus nitro, namun tetap aman digunakan (bersifat stabil). Tulisan ini mengkaji  potensi konversi binder HTPB menjadi  nitro-HTPB  yang  bersifat  energetik,  meliputi  material,  peralatan,  dan  metode  yang  dapat diaplikasikan di Indonesia. Prosesnya adalah nitrasi HTPB menjadi nitro-HTPB.  Berdasarkan kajian energetiknya,  nitro-HTPB  memiliki  potensi  untuk  meningkatkan  sifat  energetik  propelan  padat komposit. Metode proses pembuatan nitro-HTPB yang paling efektif dan optimal adalah proses nitrasi dengan menggunakan bahan sodium nitrit pada suhu rendah (0 o C).
Kata kunci : HTPB, nitro-HTPB, binder energetik, propelan
1

## PENDAHULUAN
Propelan komposit
saat ini menggunakan  bahan  utama  sistem AP/HTPB/Al, yaitu menggunakan bahan oskidator  ammonium  perklorat, binder HTPB,  dan fuel binder aluminium.
Komposisi  ini  dikenal  memiliki  sifat energetik  yang  kuat  dan  sifat  mekanik yang baik. Perkembangan selanjutnya di bidang propelan komposit adalah meningkatkan  sifat  energetiknya  tanpa mengurangi  sifat  mekanik  yang  baik. Peningkatan karakteristik energetik dilakukan dengan menggunakan material-material berenergi tinggi.
Arah  riset  propelan  roket  padat  di dunia saat ini diarahkan untuk mendapatkan  propelan  yang  memiliki energi  yang  besar, reusable ,  memiliki potlife  panjang  dan  ramah  lingkungan (green chemistry) (Timnat, 1987;
Kshirsagar  dkk.,  2017;  Restasari  dkk., 2015).  Untuk  meningkatkan  energi pembakaran  maka  telah  dikembangkan beberapa material energetik baru meliputi  oksidator, binder ,  dan  aditif lainnya. Oksidator berenergi tinggi telah dikembangkan berbasis senyawa organik yang  tidak  sensitif  seperti  ammonium perchlo rate (AP),  ammoniumdinitramide (AND),  hydrazinium  nitroformate  (HNF), hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX), octahydro1,3,5,7-tetranitro- 1,3,5,7-tetrazocine
(HMX),
dan hexanitrohexaazaisowurtizitane  (CL-20) (Wibowo, 2015a; Wibowo, 2015b).
Propelan  komposit  memiliki  energi sangat besar sehingga banyak digunakan untuk roket peluncur jarak jauh maupun sustainer roket  pertahanan.  Komponen utama propelan komposit adalah oksidator, binder , solid  fuel , modifier , plasticizer ,  dan  senyawa  aditif  lainnya. Bahan oksidator adalah senyawa mengandung oksigen tinggi yang terdekomposisi  menghasilkan  energi sangat besar, binder adalah resin polimer pembentuk  matriks  komposit  sekaligus
bahan bakar propelan, solid fuel sebagai bahan  untuk  meningkatkan  suhu pembakaran,  modifier  adalah  senyawa yang  digunakan  untuk  mengatur  laju pembakaran, plasticizer adalah senyawa untuk  mengatur  viskoelastisitas,  dan senyawa  aditif  untuk  memperbaiki  sifat fisik  propelan  (Sariak,  2017;  Salgado dkk., 2018; Rahman dkk., 2018).
Bahan utama oksidator yang paling banyak  digunakan  adalah  Amonium perklorat  (AP).  Bahan  utama binder adalah  senyawa  polibutadien  seperti hydroxyl terminated polybutadiene
(HTPB) dan carboxy terminated
polybutadiene  (CTPB).  Bahan  utama solid fuel adalah logam seperti aluminum (Al) dan magnesium (Mg) (Timnat, 1987; Sariak,  2017,  Rahman  dkk,  2018; Wibowo, 2016). Resin polimer HTPB-TDI merupakan binder propelan yang dominan  digunakan  karena  memiliki sifat mekanik yang baik.
HTPB  merupakan  senyawa  non energetik  yang  memilki  energi  rendah. Upaya  menaikan  energi  pembakaran telah  dilakukan  dengan  substitusi material binder berenergi  tinggi  dari polimer jenis azido seperti glycidyl azide polymer  (GAP)  and  poly  bis  azidomethyl oxetane  (P-BAMO),  poly  azidomethyl methyl  oxetane  (PAMMO)  as  well  as nitrato  polymers  namely,  polyglycidyl nit rate (PGN)  and  nitratomethyl  methyl oxetane  (NIMMO)  (Kumari  dkk,  2015; 2017). Plasticizer yang digunakan adalah dari  golongan  pthalat  seperti  dioctyl adipate  (DOA)  and  isodecyl  pelargonate (IDP).    Beberapa  senyawa plasticizer berenergi  tinggi  telah  dikembangkan seperti triethylene glycol dinit rate (TEGDN),  1,2,4  butane  triol  trinit rate (BTTN), etriol trinit rate (TMETN), nitroethyl  nitramine  (NENA),  bis  2,2 dinitro  propyl  formal  (BDPF),  bis  2,2 dinitro  propyl  acetal  (BDPA),  diethylene glychol  bis  (azido  acetate)  (DEGBAA), trimethylol nitromethane triazido acetate
(TMNMTAA), pentaerythritol tetrakis azido acetate (PETAA), 1,2 diazido 3 fluro dinitro  ethoxy  propane  (DAFP),  1,3 diazido isopropyl fluro dinitroethyl formal (AFFO),  dan Triphenyl      Bismuth (TPB) (Timnat,  1987;  Ramezani  dan  Rothe,
2017; Wibowo, 2015c; 2015d). Pengembangan  propelan  berenergi
tinggi  masih  menjadi  tantangan.  Untuk mencapai  efisiensi  energi  maksimum propelan  padat  perlu  mengoptimalkan komponen  campuran,  maka  harus dipertimbangkan fungsi dari binder yang harus  memberikan  parameter rheology yang  tepat  sehingga  memungkinkan untuk  menggunakan  teknologi casting dan  harus  memberikan  parameter mekanik  dari  propelan.  Pada  saat  yang sama, binder harus  menghasilkan produk  pembakaran  dengan  berat molekul  rendah  dan  memiliki  entalpi pembentukan yang tinggi. Binder energetik  merupakan  polimer  yang  ter- crosslink  bersama  bahan  eksplosif dengan  plasticiser  menjadi  jaringan  tiga dimensi  yang  kuat  dan  fleksibel (Badgujar, dkk., 2017).
Binder HTPB  selain  memiliki  kuat mekanik  yang  baik  juga  aman  dalam proses  pembuatannya.  Beberapa binder energetik  memiliki  stabilitas  rendah sehingga  perlu  penanganan  khusus dalam  proses  pembuatan  propelan. Salah  satu binder energetik  tinggi  yang relatif stabil adalah nitro-HTPB. Senyawa ini  memiliki  stabilitas  yang  tinggi  dan karakteristik  yang  mirip  dengan  HTPB, sehingga  proses  pembuatan  propelan tidak  merubah  kondisi  operasionalnya. Selain itu, nitro-HTPB dapat dibuat dari HTPB. Sayangnya HTPB sampai saat ini tidak  dapat  diimpor,  sehingga  harus dibuat  sendiri.  Dalam  tulisan  ini  maka dikaji  proses  pembuatan  nitro-HTPB, material, dan kondisi proses yang paling sesuai  untuk  dapat  diaplikasikan  yang efisien,  murah,  aman,  peralatan  yang
sesuai, dan bahannya dapat diperoleh di Indonesia.

## 2 PERKEMBANGAN BINDER ENERGETIK  UNTUK  PROPELAN KOMPOSIT
Senyawa energetik merupakan basis  semua  eksplosif  dan  komposisi propelan,  mayoritas  senyawa  tersebut mengandung  gugus  nitro.  Bisa  C-Nitro (misal,  trinitrotoluene),  O-Nitro  (Nitrat ester,  misal  nitrogliserin)  atau  N-Nitro (nitramin,misal  RDX).  Oleh  karena  itu nitrasi  merupakan  bagian  penting  di dalam sintesis senyawa energetik (Colclough dan Paul, 1996).
Terdapat  dua  pendekatan  yang mungkin untuk sintesis polimer energetik  yaitu  polimerisasi  monomer energetik dan memberikan gugus energetik  pada  polimer inert (Agrawal,
2010). Pendekatan polimerisasi monomer energetik  telah  diaplikasikan  pada sintesis  polyoxetane  energetik  dan polyoxiranes energetik. Pendekatan kedua  yaitu  diaplikasikan  pada  sintesis Nitrated -HTPB  (NHTPB)  (  Colclough  dan Paul, 1996).
HTPB ( Hydroxy terminated polybutadiene )  merupakan  prepolimer yang  paling  banyak  digunakan  untuk sistem binder pada  propelan  padat komposit. Biasanya digunakan sebanyak 10-15% massa dari komposisi propelan.
HTPB  adalah  termasuk  non-energetik binder ,  saat  ini  diperlukan  untuk mengganti  berat inert tersebut  dengan polimer  yang  lebih  energetik.  Pada beberapa  tahun  sebelumnya  telah banyak dilaporkan penggunaan energetik binder , walaupun
menghasilkan  energi  yang  bagus  tetapi tidak seperti komposisi propelan berbasis  HTPB,  biasanya  terjadi  cacat pada  property  mekaniknya,  kesulitan pada solid loading yang  lebih  tinggi  dan
kecocokan dengan bahan lainnya (Shekhar Pant, dkk., 2013).
Kecocokan
binder energetik biasanya  dikaitkan  dengan  kecocokan penggunaan plasticizer energetik.  Salah satu binder
energetik nitro-HTPB menunjukkan kemampuan / kemudahannya
untuk bercampur
dengan  platicizer  energetik  seperti butyl nitroxy ethyl nitramine
(Bu-NENA)
(Abusaidi, dkk., 2017). Poly(3- nitratomethyl- 3-methyloxetane) (polyNIMMO) juga menunjukkan kecocokan  dengan plasticizer energetik seperti bis(2,2-dinitro propyl)acetal (BDNPA), dinitro-diaza-alkanes (DNDA- 57),  BuNENA, 1,2,4-butanetriol  trinitrate (BTTN),  dan diethyleneglycoldinitrate (DEGDN) (Shee, dkk., 2016).
Dari penelitian terbaru menunjukkan bahwa elastomer
poliuretan
berbasis Nitro-HTPB
menghasilkan  properti  mekanik  yang bagus  sehingga  senyawa  ini  merupakan senyawa yang menjanjikan untuk pembuatan propelan yang lebih energetik (Abusaidi, dkk., 2017). Beberapa metode sintesis yang digunakan untuk memasukkan  gugus  energetik  pada polimer  melalui  proses  nitrasi  pernah dilakukan,  diantara  nya  ada  yang menggunakan  sodium  nitrit  (Shekhar Pant, dkk., 2013), ada yang menggunakan dinitropentoxide
(Colclough  dan  Paul,  1996),  ada  pula yang
menggunakan metode nitromercurasi yaitu dengan penggunaan senyawa merkuri (Chien, dkk., 1980).
Beberapa  dekade  terakhir  telah dikembangkan propelan dengan penggunaan material-material yang bersifat energetik. Salah satunya adalah penggantian material sistem binder yang biasanya  dengan  sistem binder yang lebih energetik, seperti : PGN ( polyglycidyl
nitrate ),
Poly(NIMMO- nitratomethyl  methyl  oxetane ),  dan NHTPB  yang  mana  ketiga  senyawa
tersebut  telah  berhasil  disintesis  oleh Colclough,  dkk  (Colclough  dkk,.  1993). Binder energetik  lain  yang  pernah dikembangkan  dan  digunakan  dalam pembuatan propelan padat, antara lain : Poly(BAMO- bis  azidomethyl  oxetane ), GAP  ( glycidyl  azide  polymer ),  GNAP ( glycidyl  nitramine  polymer ).  Senyawa tersebut terbukti memiliki energi ledakan yang  lebih  tinggi  jika  dibandingkan dengan  GAP  dan  PGN  (Betzler,  dkk., 2016).

## 3 METODE PROSES
Metode  nitrasi  pada  HTPB  dapat dilakukan melalui beberapa cara sebagai berikut. Shekhar, et al telah melakukan sintesis  Nitro-HTPB  dengan  melarutkan HTPB  ke  dalam  etil  asetat.  Selanjutnya menambahkan  larutan  sodium  nitrit dalam  etilen  glikol  dan  air  ke  dalam larutan  HTPB  tersebut  disertai  dengan pengadukan, yang selanjutnya didinginkan  pada  0 o C  menggunakan garam  es.  Iodin  ditambahkan  dan pengadukan  dilanjutkan  selama  96  jam pada  suhu  ruangan.  Ini  terbentuk lapisan  organik  yang  akan  dipisahkan dan  dicuci  dengan  10%  larutan  sodium thiosulfate hingga warna berkurang, dan diikuti  oleh  pencucian  dengan  larutan sodium bikarbonat jenuh dan air garam, dikeringkan  dengan  sodium  sulfat anhidrat  dan  terakhir  diuapkan  untuk mendapatkan produk. Pencucian dengan methanol
diberikan untuk
menghilangkan
impurities
terlarut sehingga  diperoleh liquid kental  yang berwarna  coklat  kemerahan  (Shekhar Pant, dkk., 2013).
Sebelumnya  Colclough  dan  Paul telah melakukan sintesis NHTPB ( Nitrated -HTPB) dengan cara melarutkan HTPB dalam diklorometan dan diaduk di bawah  kondisi  gas  nitrogen  selama  16 jam  dengan  kalsium  hidrida.  Larutan tersebut  selanjutnya  disaring  hingga kering  dan  didinginkan  hingga  -30 o C  di
dalam  aseton/ dry  ice  bath (pendingin). Dinitropentoksida  dalam  diklorometan ditambahkan ke dalam larutan tersebut, pendingin diambil setelah eksoterm awal selesai.  Ketika  suhu  mencapai  5 o C campuran  reaksi  dituangkan  ke  dalam sodium bikarbonat berlebih dan air yang selanjutnya  diaduk  hingga  tidak  tersisa asam.  Larutan  disaring  ,  dikeringkan dengan  magnesium  sulfat  dan  pelarut diuapkan  sehingga  tertinggal  produk berupa liquid berwarna coklat (Colclough dan Paul, 1996).
Proses  nitrasi  polimer  juga  telah dilakukan  Chien  dan  kawan-kawan menggunakan  prosedur  nitromerkurasi polybutadien.  Mula-mula  polybutadien dilarutkan dalam diklorometan, kemudian ditambahkan merkuri klorida, sodium  nitrit,  dan  tetrabutilammonium bisulfat.
Sejumlah  air  juga  ditambahkan pada  tahap  ini.  Proses  reaksi  dilakukan di  dalam vessel tertutup  disertai pengadukan  pada  suhu  ruangan.  Pada akhir  reaksi  fase liquid dipisahkan  dari fase solid .  Residu solid ini  dicuci menggunakan
diklorometan. Fase
kombinasi  diklorometan  ini  dicuci dengan air.
Larutan ini dikeringkan dan diuapkan  hingga  menghasilkan  polimer nitromerkurasi terlarut. Pencucian residu tak terlarut (menggunakan etanol dan  air)  dan  mengeringkannya  dalam vakum akan menghasilkan fraksi polimer tak  larut  sebagai solid berwarna  putih (Chien, dkk ., 1980).

## 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Polimer
energetik umumnya
mengandung  bagian  energetik  seperti fluoro (-F), nitro (-NO 2 ), nitrat (-NO 3 ), atau azida  (-N 3 )  di  dalam binder (Agrawal, 2010).  Molekul  nitrogen  memiliki  energi internal  lebih  rendah  daripada  oksida nitrogen  (NO,  NO 2 ,N 2 O 3 ,  dll.).  Oleh
karena  itu,  adanya  nitrogen  dalam reaktan pada akhirnya menghasilkan gas N 2 . Gugus –NO 2 dan –ONO 2 merupakan sumber  oksigen  utama  pada  molekul energetik,  yang  berkontribusi  secara signifikan  pada  proses  detonasi  atau pembakaran  (Badgujar,  dkk.,  2008). Dalam  rangka  menghasilkan  sistem binder yang  lebih  energetik  dapat dilakukan dengan menambahkan gugus nitro  pada  senyawa  polimer  yang digunakan.
Penggunaan binder aktif  tipe (C x H y N z O e ) n dengan entalpi pembentukan ∆ H f = 42 kcal/kg (175 J/g) pada propelan padat  yang  mengandung  oksidator dengan ∆ H f >  800  kcal/kg  (3333  J/g) sama sekali tidak memerlukan fuel logam (aluminum)  dalam  propelan  (Komarov dan Shandakov, 1999).
HTPB  merupakan  prepolimer  yang paling  banyak  digunakan  untuk  sistem binder pada  propelan  padat  komposit karena  menunjukkan  kemampuan solid loading nya  yang  lebih  tinggi  daripada sistem binder lainnya,  yaitu  bisa mencapai  86-90%  tanpa  mengorbankan kemudahan  dalam  pemrosesan  (Gupta, dkk.,  2014).  Maka  untuk  mendapatkan sistem binder yang  lebih  energetik,  bisa dengan  menambahkan  gugus  nitro  ke dalam  senyawa  HTPB  melalui  proses nitrasi sehingga terbentuk senyawa baru Nitro-HTPB yang energetik.
Proses  nitrasi  dapat  didefinisikan secara  sederhana  sebagai  pemberian satu  atau  lebih  gugus  nitro  (NO 2 )  ke dalam inti aromatik dengan penggantian satu atom hidrogen (Booth, 2012).
Proses nitrasi umumnya dilakukan melalui pendekatan sistem batch ataupun semi- batch yang mana reaksinya  berjalan  lambat,  tetapi  untuk proses  dengan  skala  yang  lebih  besar telah  dipertimbangkan  proses  dengan pendekatan  sistem  kontinyu  (Kulkarni, 2014).

## Tabel 4-1: KELEBIHAN DAN KEKURANGAN DARI KETIGA PROSES NITRASI
Shekhar Pant, dkk. (2013) Colclough dan Paul (1996) Chien, dkk. (1980) Kemudahan material √ - - Keamanan material √ - - Kemudahan proses - - √ Keamanan proses √ - - Diantara  ketiga  proses  yang  telah disebutkan  sebelumnya  dapat  dilihat dari  segi  keamanan  dan  kemudahan proses maupun keamanan dan kemudahan  perolehan  material  yang masing-masing proses memiliki
kecenderungan sebagaimana ditampilkan pada Tabel 4-1.
Metode  yang  dilakukan  Shekhar dan  kawan-kawan  relatif  lebih  aman dibandingkan  dengan  metode  lainnya karena  tidak  melibatkan  penggunaan material  yang  berbahaya,  walaupun proses  yang  dilakukan  tidaklah  cukup mudah karena proses sintesis memakan waktu yang cukup lama sehingga proses pengontrolan  menjadi  sesuatu  yang perlu mendapat perhatian lebih.
Dua  metode  lainnya  relatif  lebih berbahaya dan sulit dilakukan mengingat  adanya  penggunaan  gas nitrogen,  selain  itu  juga  penggunaan material  yang  bersifat  toxic  dan karsinogenik seperti diklorometan, dinitrogen pentoksida, dan merkuri.

## 4.1  Identifikasi Nitro-HTPB
Identifikasi  produk  hasil  reaksi dilakukan  melalui  serangkaian  analisa diantaranya, analisa FTIR Spectroscopy
( Fourier Transform Infrared Spectroscopy ) dan  analisa  DSC  ( Differential  Scanning Calorimetry ).  Berdasarkan  hasil  analisa
FTIR produk nitrasi diperoleh hasil pada Tabel 4-2.
Dari  hasil  analisa  FTIR  ketiga metode  tersebut  semua  menunjukkan adanya  gugus  nitro  pada  nilai  panjang gelombang  IR  di  sekitar  1500cm -1 . Panjang gelombang inilah yang kemudian  menjadi  patokan  bahwa sudah  polimer  yang  dinitrasi  sudah mengandung gugus nitro di dalamnya.
Analisa
selanjutnya
adalah
menggunakan  DSC  pada heating rate 10 o C per menit. Dari hasil analisa DSC,
Colclough  dan  Paul  melaporkan  bahwa glass  transition  temperature (Tg)  dari NHTPB adalah -58 o C, sedangkan Tg dari 20%  HTPB  ternitrasi  adalah  -22 o C. Eksoterm dimulai dari suhu 156 o C dan mencapai  maksimum  pada  209 o C  ( Colclough dan Paul, 1996).
Shekhar, et al memiliki hasil yang sedikit  berbeda  pada  nilai  Tg  yaitu  - 61 o C,  suhu  eksoterm  dimulai  sekitar 160 o C  dan  maksimum  terjadi  pada 232 o C dengan pelepasan energi sebesar 1032 J/g (Shekhar Pant, dkk ., 2013). Suhu dekomposisi dari 10%NHTPB dilaporkan  menurun  seiring  dengan kenaikan tekanan, sementara itu terjadi kenaikan  suhu  dekomposisi  seiring dengan  kenaikan rate pemanasan.
Dekomposisi  termal  terjadi  pada  150- 250 o C mengikuti hukum orde pertama (Wang, dkk., 2009).

## Tabel 4-2: NILAI PANJANG GELOMBANG GUGUSAN DARI PRODUK PROSES NITRASI
Jenis analisa Shekhar Pant, dkk. (2013) Colclough dan Paul (1996) Chien, dkk. (1980) Gugus nitro (C-NO 2 ) 1520, 1336cm -1 (nitroolefin) 1551cm -1 1550 cm -1 Gugus nitrat ester (C-ONO 2 ) - 1277, 1633cm -1 - Gugus karbonil - - 1715 cm -1 Gugus nitrit ester - - 1640cm -1 Gugus hidroksil 3445cm -1 3450cm -1 - Gugus alkena 1640cm -1 - -

## 4.2  Performa  Propelan  berbasis  N- HTPB
Propelan  padat  komposit  dengan penggunaan  HTPB  energetik  tentunya akan menghasilkan performa balistiknya. Binder NHTPB tanpa plasticizer energetik menunjukkan sebagai  polimer  energetik  yang  bagus, dengan  87% solid loading ,  kemampuan proses  yang  wajar,  dan  densitas  yang tinggi, tetapi memiliki properti mekanik yang  relatif  lemah  pada  suhu  rendah ketika  dibandingkan  dengan  HTPB murni (Abdullah, dkk., 2014).
Salah  satu  keuntungan  dari penggunaan Nitro-HTPB adalah kemampuan/kemudahannya untuk bercampur  dengan  platiciser  yang energetik  seperti  butyl  nitroxy  ethyl nitramine  (Bu-NENA)  (Abusaidi,  dkk., 2017).  Sistem  Nitro-HTPB  dengan plasticizer Nitro  Polybutadiene  (NPB) juga merupakan sistem binder energetik yang  menjanjikan  sebagai  polimer pengikat  yang  eksplosif  (Ashrafi,  dkk., 2016).
Dengan  penggunaan  plasticiser energetik  akan  meningkatkan  energi total  dari  propelan.  Propelan  ini  juga memiliki burning  rate dan  nilai  n  yang lebih  tinggi,  burning rate dapat
meningkat sebesar 40% dengan penambahan plasticizer energetik. Berdasarkan
pengukuran sifat mekaniknya,  propelan  dengan  Nitro- HTPB  memiliki  properti  mekanik  yang bagus pada range suhu yang luas, juga densitas  yang  lebih  tinggi  sekitar  1,9 g/cm 3 (Abusaidi,
dkk.,
2017)
dibandingkan  dengan  propelan  dengan HTPB  biasa  sekitar  1,7-1,8  g/cm 3 (Ramesh, dkk., 2012).
Studi menunjukkan bahwa penggunaan NHTPB sebagai aditif dalam propelan  bisa  dimungkinkan  hingga mencapai 10-20% relatif terhadap HTPB. Penambahan NHTPB dalam jumlah kecil saja (< 2%wt) dapat meningkatkan nilai kalor  propelan  (dapat  meningkatkan kandungan  energi  nya)  sebesar  3-5% (Florczak,  dkk., 2015).

## 5 KESIMPULAN
Dari  uraian  yang  telah  dijelaskan dapat diambil kesimpulan bahwa Nitro- HTPB
memiliki potensi untuk meningkatkan  sifat  energetik  propelan padat komposit. Metode proses pembuatan  nitro-HTPB  yang  paling efektif dan optimal adalah proses nitrasi dengan  menggunakan  bahan  sodium nitrit pada suhu rendah (0 o C).

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima kasih  kepada  Pustekroket  LAPAN  yang memberikan  kesempatan  dan  fasilitas untuk tersusunnya makalah ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, M., Gholamian, F., and Zarei, A. R.,
(2014).  Investigation  of  Composite Solid Propellants Based on Nit rate d Hydroxyl-
Terminated Polybutadiene Binder . Journal  of  Propulsion  and  Power , 30 (3), 862–864.
https://doi.org/10.2514/1.B35117
Abusaidi, H., Ghaieni, H. R., and Ghorbani, M.,
(2017).  Influences  of  NCO/OH  and triol/diol  ratios  on  the  mechanical properties of nitro-HTPB based polyurethane elastomers. Iranian Journal of  Chemistry  and  Chemical  Engineering ,
36 (5), 55–63.
Abusaidi, H., Ghorbani, M., and Ghaieni, H. R., (2017).  Development  of  Composite Solid Propellant Based on Nitro Functionalized Hydroxyl-Terminated Polybutadiene.
Propellants,  Explosives,  Pyrotechnics , 42 (6),
671–675. https://doi.org/10.1002/prep.2016001
20
Agrawal,  J.  P.,  (2010). High  Energi  Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics . Wiley-VCH Verlag GmbH and Co.
Ashrafi, M., Fakhraian, H., and Dehnavi, M. A., (2016). Synthesis , Characterization and Properties  of  Nitropolybutadiene  as
Energetik Plasticizer for  NHTPB Binder .
Propellants,  Explosives,  Pyrotechnics ,  1–
8. https://doi.org/10.1002/prep.2016000 57
Badgujar,  D.  .,  Talawar,  M.  .,  Zarko,  V.,  and
Mahulikar, P.,  (2017). New Directions in the Area of Modern Energetik Polymers :
An Overview. Combustion, Explosion, and Shock Waves , 53 (4), 371–387. https://doi.org/10.1134/S0010508217
040013
Badgujar, D. M., Talawar, M. B., Asthana, S. N., and Mahulikar, P. P., (2008). Advances in science  and  technology  of  modern energetik materials: An overview. Journal of  Hazardous  Materials , 151 (2–3),  289–
305.
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.200
7.10.039
Betzler, F. M., Hartdegen, V. A., Klapötke, T. M.,
and  Sproll,  S.  M.,    (2016).  A  new energetik binder :  Glycidyl  nitramine polymer. Central  European  Journal  of Energetik  Materials , 13 (2),  289–300. https://doi.org/10.22211/cejem/64984
Booth, G.,  (2012). Nitro Compounds, Aromatic . Ullmann’s  Encyclopedia  of  Industrial Chemistry,  Vol.  24 (Vol.  24).  Wiley-VCH Verlag  GmbH  and  Co.  KGaA,  Weinheim DOI: https://doi.org/10.1002/14356007.a17 Chien,  J.  C.  W.,  Kohara,  T.,  Lillya,  C.  P.,
Sarubbi, T., Su, B.-H., and Miller, R. S.,
(1980). Phase transfer-catalyzed nitromercuration  of  diene  polymers. Journal  of  Polymer  Science:  Polymer Chemistry  Edition , 18 (8),  2723–2729. https://doi.org/10.1002/pol.1980.1701 80828
Colclough, M. E., Desai, H., Millar, R. W., Paul, N.  C.,  Stewart,  M.  J.,  and  Golding,  P., (1993). Energetik Polymers as Binder s in Composite  Propellants  and  Explosives.
Polymers  for  Advanced  Technologies ,
5 (September), 554–560.
Colclough,  M.  E.,  and  Paul,  N.  C.,    (1996).
Nit rate d Hydroxy-Terminated Polybutadiene : Synthesis and Properties. In A. L (Ed.), ACS Symposium Series (pp.  97–103).  Washington,  DC: American Chemical Society. https://doi.org/10.1021/bk-1996- 0623.ch010
Florczak,  B.,  Bogusz,  R.,  Skupi ń ski,  W., Chmielarek,  M.,  and  Dzik,  A.,    (2015). Study  of  the  effect  of  nit rate d  hydroxyl-
terminated  Polybutadiene  (NHTPB)  on the  properties  of  heterogeneous  rocket propellants. Central European Journal of Energetik Materials , 12 (4), 841–854.
Gupta,  B.  .,  Kumar,  V.,  and  Shivhare,  N.,
(2014).  Rheological  Studies  on  Virgin, Plasticized and Solid Filled HTPB Binder System. Global  Journal  of  Advanced
Engineering  Technologies  and  Sciences , 1 (2), 41–48. Retrieved from http://www.gjaets.com
Komarov,  V.  F.,  and  Shandakov,  V.  A.  (1999).
Solid Fuel s,  their  properties,  and applications. Combustion, Explosion, and Shock Waves , 35 (2), 2–6. https://doi.org/https://doi.org/10.100 7/BF02674426
Kshirsagar,  D.  R.,  Jain,  S,  Bhandarkar  S.,
Vemuri, M. and Mehilal, (2017). Studies on  the  Effect  of  Nano-MnO2  in  HTPB- based Composite Propellant Formulations, Cent. Eur. J. Energ. Mater.
, 14(3), 589-604.
Kulkarni,  A.  A.,  2014.  Continuous  flow nitration in miniaturized devices.
Beilstein  Journal  of  Organic  Chemistry ,
10 , 405–424. https://doi.org/10.3762/bjoc.10.38
Kumari A, Maurya M, Jain S and Bhattacharya
B  (2017)  Nano-Ammoinum  Perchlo rate :
Preparation, Characterization, and Evaluation  in  Composite  Propellant Formulation Journal of Energetik
Materials 31(3) 115-119. Kumari,  A.,  Kurva,  R.,  Jain,  S.  and Bhattacharya,  B.,  (2015).  Evaluation  of nanoalumunium in Composite Propellant Formulation Using Bicurative
System, Journal of Propulsion and Power,
31(1), 393-399.
Rahman, A., Chin,  J. and Cheah, K.H. (2018),
Prilling and Coating of AND Solid Green Propellant  in  Toluene  Mixture  Using Ultrasound  Sonication, Aerospace, 5(1),
29-35.
Ramesh,  K.,  Jawalkar,  S.  N.,  Sachdeva,  S.,
Mehilal,  and  Bhattacharya,  B.,  (2012). Development  of  a  Composite  Propellant Formulation  with  a  High  Performance Index  Using  a  Pressure  Casting Technique. Central  European  Journal  of Energetik Materials , 9 (1), 49–58.
Ramezani, A. and Rothe, H., (2017). Simulation
Based  Early  Prediction  of  Rocket, Artillery,  and  Mortar  Trajectories  and Real Time Optimization for Counter RAM Systems, Mathematical  Problems  in Engineering, 12, 1-8.
Restasari, A., Hartaya, K., Ardianingsih, R. and Abdillah, L.H., (2015). Effects of toluene diisocyanate`s  chemical  structure  on polyurethane`s viscosity and mechanical properties  for  propellant, Proceedings ISAST  III-2015  International  Seminar  of Aerospace  Science  and  Technology  - 2015, 59-67.
Shee,  S.  K.,  Shah,  P.  N.,  Athar,  J.,  Dey,  A.,
Soman,  R.  R.,  Sikder,  A.  K.,  and Banerjee, S.,  (2016). Understanding the Compatibility  of  the  Energetik Binder PolyNIMMO  with  Energetik Plasticizer s:
Experimental and DFT Studies.
Propellants,  Explosives,  Pyrotechnics , 42 (2), 167–174.
https://doi.org/10.1002/prep.2016000 58
Salgado,  M.C.,  Belderrain,  M.S.N.    and Devezas,  T.C.,  (2018). Space Propulsion: a  Survey  Study  about  Current  and Future Technologies, J. aerosp. Technol.
Manag., 10, 1-10.
Sariak,  G.,  (2017).  Between  a  Rocket  and  a Hard  Place:  Militar  Space  Technology and  Stability  in  International  Relations,
The  internastional  Journal  of  Space Polytics and Policy, 15(1), 51-64.
Shekhar  Pant,  C.,  Santosh,  M.  S.  S.  N.  M.,
Banerjee, S., and Khanna, P. K., (2013). Single step synthesis of nitro- functionalized hydroxyl-terminated
polybutadiene. Propellants,  Explosives,
Pyrotechnics , 35 (6), 748–753.
Timnat, Y.M., 1987. Advanced Chemical Rocket Propulsion. Academic Press, 132-135.
Wang,  Q.,  Wang,  L.,  Zhang,  X.,  and  Mi,  Z.
(2009).  Thermal  stability  and  kinetic  of decomposition of nit rate d HTPB. Journal of Hazardous Materials , 172 (2–3), 1659–
1664.
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.200 9.08.040 Wibowo, H.B. (2015). Pengembangan Propelan Mandiri untuk Roket Komposit.
Prosiding  JASAKIAI 21  November  2013.
157-162.
Wibowo,  H.  B.,  2015(b).  Pemisahan  Polimer HTPB  Melalui  Kolom  Resin  Berpori Untuk Merubah Distribusi Berat Molekul HTPB, Jurnal  Teknologi  Dirgantara,
13(1), 15-24.
Wibowo,  H.  B.,  (2015).  Peningkatan  Sifat Mekanik  Propelan  Mandiri  Berbasis
Pengaruh Bilangan OH terhadap Kinerja Propelan: Teknologi Roket Sonda
Indonesia 2015, Penerbit Indonesia Book Project, 273-290.
Wibowo,  H.B.,  (2015).  Reduksi  Struktur  Vynil Untuk  Peningkatan  Kualitas  HTPB Dengan  Penggeseran  Keseimbangan Penataulangan  Isomer:    Buku  Bunga Rampai  Teknologi  Pesawat  Terbang Sebagai  Mitra  Pengembang  Teknologi Roket  dan  Satelit  Nasional, Penerbit Indonesia Book Project, 291-306.
Wibowo,  H.B.,  (2016).  Kontrol  Kualitas  Bahan Baku Propelan. Penerbit Indonesia Book Project . 134-139.