BAB I PENDAHULUAN
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.2 Resin Akrilik Polimerisasi Panas
2.2.4 Sifat Mekanis
Sifat mekanis bahan basis gigitiruan terdiri atas kekuatan tarik, kekuatan fatik, kekuatan impak dan kekuatan transversal. Kekuatan tarik ditentukan dengan
memanjangkan bahan dengan uji kekuatan tarik satu sumbu. Kekuatan fatik adalah patahnya bahan yang disebabkan beban berulang di bawah batas tahanan bahan. Kekuatan impak adalah energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu bahan dengan gaya benturan. Kekuatan transversal adalah uji kekuatan bahan resin akrilik yang terdukung pada kedua ujungnya kemudian diberi beban secara beraturan dan berhenti ketika batang uji patah. 2,6,14,15
2.3 Kekuatan Impak
Kekuatan impak adalah ukuran bagi kekuatan suatu bahan ketika bahan tersebut patah akibat benturan yang terjadi secara tiba-tiba.21 Kekuatan impak yaitu energi dibagi lebar dan tebal bahan dengan satuan J/mm2, yang menunjukkan deformitas plastis sehingga terjadinya fraktur.2,6
Kekuatan impak didapat menggunakan sampel dengan ukuran tertentu diletakkan pada alat penguji kekuatan impak dengan lengan pemukul yang dapat diayun. Pemukul tersebut kemudian diayun dan membentur sampel hingga patah selanjutnya energi yang tertera pada alat penguji dibaca dan dicatat lalu dilakukan perhitungan kekuatan impak.6 Perhitungan kekuatan impak menggunakan rumus 21:
Kekuatan Impak = E bxd Keterangan:
E = Energi ( Joule)
d = Tebal batang uji (mm)
Terdapat dua tipe alat penguji kekuatan impak yaitu Izod dan Charpy. Pada alat penguji Izod sampel dijepit secara vertikal pada salah satu ujungnya sedangkan alat penguji Charpy kedua ujung sampel diletakkan pada posisi horizontal. Alat yang digunakan untuk uji kekuatan impak pada penelitian ini adalah alat uji Charpy yaitu Amslerotto Walpret Werke GMBH, Germany (Gambar 1).
Gambar 1: A. Alat uji kekuatan impak (Amslerotto Walpret Werke GMBH Germany). B. Alat uji kekuatan impak
tampak samping dan sampel uji 2.4 Kekuatan Transversal
Kekuatan transversal atau fleksural yaitu beban yang diberikan pada bagian tengah sebuah benda berbentuk batang yang bertumpu pada kedua ujungnya. Selama batang ditekan maka beban akan meningkat secara beraturan dan berhenti ketika batang uji patah. Hasil yang diperoleh kemudian dimasukkan dalam rumus untuk mengetahui nilai kekuatan transversalnya.32
Menurut Craig (1997) bahwa kekuatan transversal resin akrilik polimerisasi panas untuk gigitiruan tidak boleh kurang dari 50 N.16 Perhitungan kekuatan transversal adalah sebagai berikut:2 (Philips,2003)
S = 3 �� 2��2 Keterangan:
S = Kekuatan transversal (MPa) P = Beban maksimum diterapkan (N) I = Jarak antara kedua mendukung (mm) b = Lebar batang uji (mm)
d = Ketebalan spesimen (mm)
Alat yang digunakan untuk uji kekuatan transversal adalah Torsee’s Electronic System Universal Testing Machine, Japan (Gambar 2).
Gambar 2. A. Alat uji kekuatan transversal (Torsee’s Electroni
System Universal Testing Machine, Japan). B. Sampel diletakkan pada alat uji
Kekuatan transversal merupakan salah satu parameter fisik untuk mengetahui ketahanan gigitiruan dalam menerima beban pada waktu terjadi pengunyahan. Uji kekuatan transversal berguna untuk mengetahui kekuatan basis gigitiruan resin akrilik, karena tipe kekuatan ini lebih mewakili kekuatan yang dijumpai pada basis gigitiruan selama proses pengunyahan. Pengukuran kekuatan transversal sebenarnya merupakan pengukuran gabungan antara kekuatan tarik, tekan dan geser, tetapi untuk lempeng uji yang tipis biasanya didominasi oleh kekuatan tarik yang terjadi sepanjang permukaan lempeng. Jika diberikan beban, lempeng akan melengkung, akibatnya terjadi pengurangan panjang pada lempeng permukaan atas dan perpanjangan pada permukaan bawah.13 Uji kekuatan transversal untuk basis gigitiruan dijelaskan pada spesifikasi American Dental Association no.12.32
2.5 Penguat
Beberapa pendekatan untuk memperkuat resin akrilik diantaranya dengan modifikasi secara kimia, penambahan penguat logam dan penambahan serat ke dalam polimetil metakrilat.17
Gigitiruan berbasis resin akrilik dapat dimodifikasi secara kimia dengan penggabungan butadiene-styrene rubber dengan metil metakrilat. Modifikasi ini meningkatkan kekuatan impak sehingga sering disebut resin high impact.28
Penambahan penguat logam pada basis gigitiruan dapat mempengaruhi daya tahan resin akrilik terhadap fraktur. Jenis penguat ini jarang digunakan karena kurang estetis, mudah korosi dan adhesi yang kurang bagus terhadap matriks polimer.17
2.5.1 Penguat Serat
Penambahan bahan penguat serat telah diakui dapat meningkatkan sifat mekanis resin akrilik terutama untuk memperkuat basis gigitiruan resin akrilik, namun penggunaannya belum umum di bidang kedokteran gigi. Penambahan serat pada basis gigitiruan dapat mempengaruhi kekuatan impak, kekuatan transversal, modulus elastisitas dan daya tahan terhadap fraktur basis gigitiruan resin akrilik.33 Terdapat beberapa jenis penguat serat yaitu aramid, karbon, polietilen dan serat kaca.13,15
2.5.2 Serat Kaca
2.5.2.1 Pengertian
Serat kaca adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm - 0,01 mm. Serat ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain, yang kemudian diresapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi.34
Efektivitas dari serat kaca tergantung dari material yang digunakan, kuantitas serat dalam matriks polimer, orientasi dari serat, diameter, panjang, adhesi serat terhadap matriks polimer dan sifat-sifat serat dan polimer.21
2.5.2.2 Komposisi
Serat kaca mengandung bahan kimia antara lain14 :
-
SiO2 55,2 %,
-
- B2O3 7,3%, - MgO 3,3%, - CaO 18,7%, - K2O 0,2%, -
Na2O3, Fe2O3 dan F2 masing-masing 0,3%.
2.5.2.3 Bentuk
Serat kaca mempunyai beberapa bentuk diantaranya bentuk batang, anyaman dan potongan kecil.15
- Bentuk Batang
Serat kaca bentuk batang terbuat dari serat kaca continuous unidirectional yang terdiri atas 1000-200000 serabut serat kaca. Diameternya berkisar antara 3-25
μm.35
Kekurangan dari serat bentuk batang ini adalah penanganan yang lebih sulit dan penyerapan serat dengan resin yang tidak adekuat.36
- Bentuk Anyaman
Serat kaca bentuk anyaman biasanya digunakan untuk mereparasi basis gigitiruan, serat kaca bentuk anyaman jauh lebih baik dan mudah untuk dibasahi monomer.15 Serat kaca bentuk anyaman juga memiliki kekurangan yaitu penempatannya pada mould yang lebih sulit.36
Gambar 4: Serat kaca bentuk anyaman - Bentuk Potongan Kecil
Penggunaan serat kaca potongan kecil telah banyak digunakan dibidang kedokteran gigi untuk memperkuat bahan resin akrilik. Serat kaca potongan kecil memiliki banyak kelebihan yaitu kemudahan menggunakannya di klinik, hal ini disebabkan karena proses pencampuran antara serat kaca dan resin akrilik yang lebih sederhana serta ukuran serat yang kecil memudahkan untuk manipulasi dan dimasukkan ke dalam adonan resin akrilik.36 Keuntungan menggunakan serat kaca potongan kecil yaitu lebih mudah menempatkannya pada resin akrilik dan dianggap lebih mewakili ukuran yang cocok pada saat manipulasi resin akrilik sehingga bentuk ini lebih praktis digunakan.15
Valittu (1994) menyatakan bahwa gabungan serat dengan material resin akrilik akan meningkatkan ketahanan bahan resin akrilik terhadap fraktur dan kekuatan serat kaca adalah sifat yang penting untuk meningkatkan kekuatan impak pada bahan yang rapuh seperti resin akrilik.18,19 Uzun (1999) menyatakan bahwa dengan menggunakan resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah serat kaca akan meningkatkan kekuatan impak.15 Kanie (2000) menyatakan bahwa kekuatan impak basis gigitiruan polimer dengan penambahan serat kaca berbagai bentuk lebih besar dari pada basis gigitiruan polimer yang tidak ditambah serat kaca.20 Goguta. L (2006) menyatakan bahwa serat kaca yang ditambahkan pada basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas dapat meningkatkan kekuatan impak.21 Tacir dkk (2006) menyatakan bahwa penambahan serat kaca potongan kecil pada resin akrilik dapat meningkatkan kekuatan impak dan menurunkan kekuatan transversal.24
Stipho (1998) pada penelitiannya yang menggunakan resin akrilik swapolimerisasi yang ditambah serat kaca potongan kecil ukuran 2 mm didapatkan nilai kekuatan transversalnya sebesar 906,8 kg/cm2 dan kekuatan transversal tertinggi diperoleh dari serat kaca dengan volumes 1 % dari total berat polimer.23 Uzun Gulay and Keyf (2001) menyatakan bahwa resin akrilik swapolimerisasi yang ditambah serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dapat memperbaiki basis gigitiruan resin akrilik swapolimerisasi yang patah dengan nilai kekuatan transversal 696,26 kg/cm2.15 Fatma Unalan (2010) menyatakan bahwa penambahan serat kaca potongan kecil pada resin akrilik meningkatkan kekuatan transversal dan serat kaca potongan kecil lebih efektif meningkatkan kekuatan transversal polimetilmetakrilat daripada bentuk lain.22
Gambar 5: Serat kaca bentuk potongan kecil
80 mm
10 mm 4 mm