TINJAUAN PUSTAKA
2.2 Resin Akrilik Polimerisasi Panas
2.2.2 Reaksi Polimerisasi
Proses polimerisasi dicapai dengan menggunakan panas dan tekanan. Secara ringkas reaksinya sebagai berikut:
Bubuk (polimer) + Cairan (monomer) + Panas (eksternal) Polimer + Panas (reaksi).2,18
2.2.3 Manipulasi
Resin akrilik polimerisasi panas umumnya diproses dalam sebuah kuvet dengan menggunakan teknik compression-moulding. Perbandingan polimer dan monomer biasanya 3:1 berdasarkan volumenya atau 2:1 berdasarkan berat. Bahan yang telah dicampur akan melewati 4 tahap, yaitu:2,18
1. Tahap pertama : tahap basah seperti pasir (wet sand stage)
2. Tahap kedua : tahap lengket berserat (tacky fibrous) selama polimer larut dalam monomer (sticky stage)
3. Tahap ketiga: tahap lembut, seperti adonan, sesuai untuk diisi ke dalam mould (dough stage / gel stage)
4. Tahap keempat: tahap kaku, seperti karet (rubbery stage)
Setelah pembuangan malam, adonan dimasukkan ke dalam mould gips. Kuvet ditempatkan, di bawah tekanan, dalam waterbath dengan waktu dan suhu terkontrol untuk memulai polimerisasi resin akrilik polimerisasi panas. Umumnya resin akrilik polimerisasi panas dipolimerisasi dengan menempatkan kuvet dalam water bath dengan suhu konstan pada 700C selama 90 menit dan dilanjutkan dengan perebusan akhir pada suhu 1000C selama 30 menit.11
Setelah prosedur polimerisasi, kuvet dibiarkan dingin secara perlahan hingga mencapai suhu kamar untuk memungkinkan pelepasan internal stress yang cukup sehingga meminimalkan perubahan bentuk basis. Selanjutnya dilakukan pemisahan kuvet dan harus dilakukan dengan hati-hati untuk mencegah fraktur atau membengkoknya gigitiruan. Setelah dikeluarkan dari kuvet, basis gigitiruan akrilik dihaluskan dengan menggunakan kertas pasir dari kasar sampai halus. Proses akhir pemolesan biasanya menggunakan pumis di bawah air.18
2.2.4 Sifat-Sifat
Sifat-sifat fisik basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas meliputi:2,5,11,18 1. Pengerutan polimerisasi
Ketika monomer metil metakrilat terpolimerisasi untuk membentuk poli (metil-metakrilat), kepadatan berubah dari 0,94 menjadi 1,19 g/cm3. Perubahan menghasilkan pengerutan polimetrik sebesar 21%. Akibatnya, perubahan volumetrik yang ditunjukkan oleh massa terpolimerisasi sekitar 6-7% sesuai dengan nilai yang diamati dalam penelitian laboratorium dan klinis.18
2. Perubahan dimensi
Pemrosesan akrilik yang baik akan menghasilkan dimensi stabilitas yang bagus. Proses pengerutan akan diimbangi oleh ekspansi yang disebabkan oleh penyerapan air. Percobaan laboratorium menunjukkan bahwa ekspansi linier yang disebabkan oleh penyerapan air adalah hampir sama dengan pengerutan termal yang diakibatkan oleh penyerapan air.18
3. Konduktivitas termal
Konduktivitas termal merupakan pengukuran termofisika mengenai seberapa baik panas disalurkan melalui suatu bahan. Basis resin mempunyai konduktivitas termal yang rendah yaitu 0,0006 (0C/cm).7
4. Solubilitas
Meskipun basis gigitiruan resin larut dalam berbagai pelarut dan sejumlah kecil monomer dilepaskan, basis resin umumnya tidak larut dalam cairan yang terdapat dalam rongga mulut.2
5. Penyerapan air
Bahan resin akrilik mempunyai sifat yaitu menyerap air secara perlahan-lahan dalam jangka waktu tertentu.4 Resin akrilik menyerap air relatif sedikit ketika ditempatkan pada lingkungan basah. Namun, air yang terserap ini menimbulkan efek yang nyata pada sifat mekanik, fisik dan dimensi polimer. Nilai penyerapan air sebesar 0,69 mg/cm2. Umumnya mekanisme penyerapan air yang terjadi adalah difusi. Difusi adalah berpindahnya suatu substansi melalui rongga yang menyebabkan ekspansi pada resin atau melalui substansi yang dapat mempengaruhi kekuatan rantai polimer. Umumnya, basis gigitiruan memerlukan periode 17 hari untuk menjadi jenuh dengan air. Dari hasil klinikal menunjukkan bahwa penyerapan air yang berlebihan bisa menyebabkan diskolorasi.2
6. Porositas
Adanya gelembung permukaan dan di bawah permukaan dapat mempengaruhi sifat fisik, estetika dan kebersihan basis gigitiruan. Porositas cenderung terjadi pada bagian basis gigitiruan yang lebih tebal. Porositas disebabkan oleh penguapan monomer yang tidak bereaksi dan berat molekul polimer yang rendah, disertai temperatur resin mencapai atau melebihi titik didih bahan tersebut. Porositas juga dapat terjadi karena pengadukan yang tidak tepat antara komponen polimer dan monomer. Timbulnya porositas dapat diminimalkan dengan adonan resin akrilik yang homogen, penggunaan perbandingan polimer dan monomer yang tepat, proses pengadukan yang terkontrol dengan baik, serta waktu pengisian bahan ke mould yang tepat.2
Resin akrilik polimerisasi panas menunjukkan stabilitas warna yang baik. Yulin Lai dkk (2003) mempelajari stabilitas warna dan ketahanan terhadap stain dari nilon, silikon serta dua jenis resin akrilik, dan menemukan bahwa resin akrilik polimerisasi panas menunjukkan nilai diskolorasi yang paling rendah setelah direndam dalam larutan kopi.11
2.3Penguat
Sebagian besar resin akrilik yang digunakan adalah dalam bentuk yang tidak dimodifikasi. Namun, beberapa tahun belakangan ini produk resin akrilik ini telah dikembangkan untuk memperbaiki kekuatan impak, fatique resistance dan radiopacity. Beberapa pendekatan untuk memperkuat resin akrilik diantaranya dengan modifikasi secara kimia, penambahan penguat logam dan penambahan serat ke dalam polimetil metakrilat.6
2.3.1 Kimia
Gigitiruan berbasis resin akriik dapat dimodifikasi dengan penggabungan butadiene-styrene rubber dengan metil metakrilat. Modifikasi ini meningkatkan kekuatan impak sehingga sering disebut resin akrilik high impact. Sebagai hasil dari penggabungan dengan rubber, modifikasi ini juga dapat menurunkan absorpsi air walaupun dalam jumlah yang kecil.19
Kelemahan resin akrilik ini adalah kemungkinan terjadinya peningkatan elastisitas yang berlebihan sehingga menjadi terlalu fleksibel dan harganya yang lebih mahal dari resin akrilik konvensional.6
2.3.2 Logam
Penggunaan logam untuk ditambahkan ke dalam basis gigitiruan telah dilaporkan untuk mempengaruhi daya tahan resin akrilik terhadap fraktur. Beberapa bentuk logam yang dapat ditambahkan antara lain bentuk kawat, batang, lembaran dan pelat. Sifat penguatan oleh logam dipengaruhi oleh ketebalan dan posisinya pada resin.6
2.3.3 Penambahan Serat
Penelitian mengenai pengaruh bahan penguat serat terhadap sifat mekanis polimer telah dilakukan. Penambahan serat telah diakui dapat meningkatkan sifat mekanis resin akrilik terutama untuk memperkuat basis gigitiruan resin akrilik, namun penggunaannya belum umum di kedokteran gigi.20 Beberapa serat yang dapat ditambahkan ke dalam basis gigitiruan antara lain serat karbon, serat aramid, serat polietilen dan serat kaca.21
2.3.3.1Karbon
Serat karbon dapat meningkatkan kekuatan fatique, kekuatan transversal dan modulus elastisitas polimer sehingga fraktur ulang basis gigitiruan dapat dihindari.10,11 Kelemahan penambahan dengan serat ini adalah sulit dipoles dan memiliki estetis yang buruk karena warnanya yang hitam.6,9,21
2.3.3.2Aramid
Kekuatan impak secara signifikan dapt ditingkatkan dengan penambahan serat ini dan dapat meningkatkan daya tahan terhadap fraktur basis gigitiruan resin
akrilik.10 kekurangan pemakaian serat aramid ini yaitu sulit dipoles dan warnanya kuning sehingga tidak estetis. Serat ini juga menyebabkan permukaan yang kasar sehingga menyebabkan iritasi dan ketidaknyamanan pasien.6,8,9
2.3.3.3Polietilen
Serat polietilen memiliki sifat yang sangat baik untuk ditambahkan ke dalam basis gigitiruan resin akrilik karena pemakaiannya dapat memperkuat kekuatan impak serta terjadinya proses adhesi yang baik antara polimer dan serat. Serat ini juga mudah dipolis dan memliki estetis yang baik.10,12
2.3.3.4Kaca
2.3.3.4.1 Pengertian
Serat kaca ditambahkan untuk memperbaiki sifat fisik dan mekanik resin akrilik resin akrilik. Serat kaca merupakan material yang terbuat dari serabut yang sangat halus dari kaca. Serat kaca dapat beradhesi dengan matriks polimer di dalam resin akrilik sehingga memiliki kekuatan yang ikatan yang baik dengan resin akrilik, oleh karena itu serat kaca menjadi pilihan untuk ditambahkan ke dalam resin akrilik sebagai bahan penguat.6,20
2.3.3.4.2 Komposisi
Komposisi serat kaca antara lain mengandung 52-56% SiO2, 16-25% CaO, 12-16% Al2O3, 0-5% MgO, 5-10% B2O3, 0-1,5% TiO2, 0-2% Na2O, 0-0,8% Fe2O3, 0-1,0% F2.22
Serat kaca mempunyai beberapa bentuk yaitu bentuk batang, anyaman, dan potongan kecil.10,11
a. Batang
Serat kaca berbentuk batang terbuat dari serta kaca continuous unidirectional yang terdiri dari 1000-200000 serabut serat kaca. Diameternya berkisar 3 – 25 μm.23 Vallitu (1996) menyatakan, serat kaca bentuk batang yang ditambahkan ke dalam resin akrilik polimerisasi panas dapat menyebabkan perubahan dimensi yang signifikan.24
b. Anyaman
Serat kaca bentuk anyaman memiliki ukuran yang bervariasi sehingga sesuai sebagai bahan penguat.9 Serat kaca bentuk anyaman memiliki ketebalan 0,005 mm dan setelah dilebur dalam polimer ketebalannya menjadi 0,006 mm.25 Vallitu (1999) serta Uzun dan Keyf (2001) melakukan penelitian terhadap resin akrilik yang ditambahkan serat kaca bentuk anyaman, mereka menyimpulkan bahwa serat kaca bentuk anyaman yang paling memperkuat resin akrilik swapolimerisasi dibandingkan dengan serat kaca bentuk lain.9
c. Potongan Kecil
Serat kaca ini tahan terhadap suhu yang sangat tinggi, lembab dan mudah dipoles. Serat kaca bentuk potongan ini memiliki kelebihan diantaranya kemudahan penggunaannya di klinik. Hal ini disebabkan proses pencampuran antara serat kaca dan resin yang lebih sederhana serta ukuran serat yang kecil memudahkan untuk dimanipulasi dan dimasukkan ke dalam adonan resin akrilik.10