Gambar1. Sifat polimer crystallinedan amorphous 7

Teks penuh

(1)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Resin Termoplastik

Resin termoplastik adalah bahan yang dapat dilunakkan dengan pemanasan dan diubah menjadi bentuk solid tanpa mengalami perubahan struktur kimia. Resin termoplastik terbentuk dari ikatan rantai molekul yang dikenal dengan polimer dengan panjang dan berat molekul yang berbeda.1 Bahan ini dapat dibagi dalam bentuk amorphous ataupun crystalline. Pada keadaan amorphous, resin memiliki ikatan rantai molekul yang tidak teratur, sedangkan pada keadaan crystalline,ikatan molekulnya lebih teratur. Bahan termoplastik sendiri tidak ada yang memiliki keadaan 100% crystalline, melainkan semi-crystalline yaitu struktur kimia yang memiliki bentuk amorphous dan crystalline(Gambar 1).Dalam keadaan amorphous, resin termoplastik memiliki sifatglass transition temperature(Tg), sedangkan pada keadaan semi-crystallineresin termoplastik memiliki glass transition temperature(Tg) dan meltingtemperature(Tm).Ketika proses pemanasan,ikatan rantai kimia amorphousdapat mengalir karena material telah mencapai nilai Tg, sedangkan pada

keadaan crystalline, material harus mencapai nilai Tm agar ikatan rantai kimianya dapat mengalir.7

(2)

Permintaan pasien pada basis gigi tiruan tidak hanya sebatas pada fungsi yang baik saja, tetapi juga terhadap estetis. Basis gigi tiruan resin termoplastik memiliki nilai estetis yang baik dan dapat mengurangi potensi alergi sepertipada basis gigi tiruan kerangka logam (GTKL). Keuntungan resin termoplastik sebagai basis gigi tiruan adalah bahan ini bersifat fleksibel dan elastis sehingga dapat mengurangi tekanan pada gigi penyangga. Resin termoplastik jugamemiliki nilai modulus elastisitas yang rendah dan mudah dimanipulasi sehingga material ini dapat beradaptasi pada daerah gerong yang berfungsi sebagai retensi.26

2.2 Bahan Basis GigiTiruan Nilon Termoplastik 2.2.1 Pengertian

Nilon merupakan nama suatu polimer termoplastik yang dikenal secara generik dan tergolong dalam kelas poliamida yang ditemukan pertama kali pada tahun 1935 oleh Wallace Carothers di DuPont.Nilon dibentuk dari hasil kondensasi kopolimer yang dibentuk dari reaksi antara diamine NH2-(CH2)6-NH2 dan asam

dicarboxylic CO2H-(CH2)4-COOH.4(Gambar 2)

Gambar 2. Reaksi antara dua asam amino (monomer)5

Angkayang paling belakang pada nilon menunjukkan jumlah atom C yang disumbangkan oleh monomer dan angka pertama adalah jumlah atom C padadiamine dan angka kedua padadiacid. Nilon 66 sebagai contoh menunjukkan diamine dan

(3)

Nilon adalah polimer semi-crystallinesehingga pada keadaan solid, nilon memiliki ikatan rantai yang lebih teratur karena adanya tekanan yang kuat antar rantai. Sifat crystalline ini mengakibatkan nilon memiliki sifat yang tidak dapat larut dalam pelarut, tahan terhadap panas, dan memiliki kekuatan tensil yang tinggi.Nilon mulai digunakan sebagai basis gigi tiruan pada tahun 1950.1Nilon termoplastik telah menarik perhatian sebagai bahan basis gigi tiruan karena memiliki sifat elastis dan nilaiestetis yang baik.4,5 (Gambar 3) Nilon juga lebih banyak digunakan sebagai basis gigi tiruan dengan jaringan lunak sebagai struktur pendukungnya disebabkan sifat nilon yang fleksibel.27

(4)

Nilon juga bersifat biokompatibel, nyaman digunakan dan tidak menghasilkan monomer sisa, tetapi bahan ini juga memiliki beberapa kerugian yaitu sulit dipoles sehingga permukaan basis gigi tiruan lebih kasar, penyerapan air yang tinggi, dan stabilitas warna yang rendah.28

2.2.2 Keuntungan dan Kerugian 2.2.2.1 Keuntungan

Keuntungan dari basis gigi tiruan nilon termoplastik :2,5,14,29,30 1. Lebih estetis karena tidak menggunakan cangkolan logam

2. Memiliki sifat yang fleksibel sehingga mudah diinsersi pada daerah gerong

3. Tipis dan ringan, tetapi memiliki sifat yang sangat kuat sehingga tidak mudah patah dan rusak

4. Memiliki sifat fisis yang baik, resisten terhadap panas dan bahan kimia 5. Bersifat biokompatibel karena tidak mengandung monomer sisa sehingga aman digunakan pada pasien yang alergi terhadap metil metakrilat

6. Dapat disesuaikan dengan bentuk dan gerakan mulut sehingga lebih nyaman dipakai

2.2.2.2 Kerugian

Kerugian dari basis gigi tiruan nilon termoplastik yaitu :2,5,24,27,29

1. Pasien tidak dapat merasakan sensasi makanan panas dan dingin karena nilon termoplastik merupakan konduktor yang buruk

2. Proses pembuatannya lebih mahal

3. Proses pembuatannya memerlukan peralatan khusus di laboratorium 4. Sulit dipoles karena memiliki titik leleh yang rendah

5. Penyerapan air yang tinggi 6. Stabilitas warna rendah

(5)

2.2.3 Indikasi dan Kontra Indikasi 2.2.3.1 Indikasi

Indikasi pemakaian gigi tiruan nilon termoplastik adalah sebagai berikut:5, 29 1. Pasien yang alergi terhadap monomer akrilik. Nilon termoplastik hampir tidak memiliki monomer sisa

2. Pasien dengan gigi yang tilting

3. Pasien dengan penyakit sistemik yang tidak sengaja mematahkan gigitiruan

2.2.3.2 Kontra Indikasi

Kontra indikasi pemakaian basis gigi tiruan nilon termoplastik adalah sebagai berikut :29

1. Deep overbite (lebih dari 4mm)

2. Gigi yang tersisa sedikit dengan daerah gerong yang minimal untuk retensi 3. Daerah interoklusal yang lebih kecil dari 4mm

4. Bilateral free-end dengan linggir berbentuk knife-edge atau datar

2.3 Sifat Fisis Nilon Termoplastik a) Massa Jenis

Massa jenis nilon adalah 1,14 g/cm3. Basis gigitiruan dengan massa jenis yang rendah bersifat menguntungkan karena meningkatkan retensi pada gigitiruan rahang atas.31

b) Porositas

Nilon termoplastik hampir tidak memiliki porositas.6Porositas yang terjadi pada nilon termoplastik disebabkan kesalahan pada saat proses injection mouldingdan metode pemolesan.Porositas juga akan menyebabkan kekasaran permukaan pada basis gigi tiruan.11

c) Perubahan Dimensi

Parvizi dkk (2004) membandingkan stabilitas dimensi basis gigi tiruan nilon termoplastik dengan PMMA yang diproses secara konvensional, dan PMMA yang

(6)

dimanipulasi dengan injection moulding. Hasil penelitian menunjukkan penyusutan tertinggi terjadi pada basis gigi tiruan nilon termoplastik dengan persentase 2,5% pada lengkung dimensinya yaitu 2,8 kali lebih besar dibandingkan dengan PMMA.4 Stabilitas dimensi yang rendah pada nilon diakibatkan karena sifatnya yang mudah menyerap air sehingga menyebabkan ekspansi pada basis gigitiruan dan perubahan dimensi yang terjadi akan berdampak pada proses fitting pada gigitiruan.1,4

d) Kekasaran Permukaan

Abuzar dkk (2010) mengevaluasi perbedaan kekasaran permukaan basis gigi tiruan poliamida (Flexiplast) dengan PMMA (Vertex RS). Hasil penelitianmenunjukkan basis gigitiruan poliamida memiliki permukaan yang lebih kasar, baik sebelum dan sesudah dipoles. Poliamida yang belum dipoles memiliki permukaan yang lebih kasar akibat adanya disintegrasi pada permukaan cetakan ketika proses injeksi dan juga karena suhu pemanasan yang tinggi .4

e) Perubahan Warna

Stabilitas warna pada nilon dapat dikaitkan karena sifatnya yang

hygroscopic dan memiliki penyerapan air yang tinggi. Penyerapan warna secara

ekstrinsik menyebabkan diskolorisasi pada nilon. Jika dibandingkan dengan PMMA, nilon memiliki stabilitas warna yang lebih rendah. NavarroSdkk (2011) membandingkan stabilitasn warna dari resin akrilik polimerisasi panasdengan nilon termoplastik dan perubahan warna yang signifikan terjadi pada nilon termoplastik.4,5

f) Penyerapan Air

Penyerapan air yang tinggi merupakan kekurangan utama nilon karena dapat mempengaruhi kekuatan, modulus elastisitas, dan kekerasan struktur nilon tersebut.7 Diantara semua bahan basis gigi tiruan non logam, nilon memiliki penyerapan air yang paling besar. Laidkk(2003) membandingkan penyerapan air pada

silicon, resin akrilik polimerisasi panas (PMMA), dan resin termoplastik poliamida

(Flexite Supreme).Hasil penelitian menunjukkan bahwa penyerapan air terbesarterdapat pada poliamida.4

(7)

2.3.1 Penyerapan Air

Penyerapan air adalah proses masuknya molekul air secara difusi yaitu molekul air masuk dan menempati ruang di antara rantai polimer yang dapat mengubah karakteristik polimer tersebut.8 Penyerapan air dibagi atas dua yaitu adsorpsi dan absorpsi. Adsorpsi adalah masuknya air pada permukaan basis gigitiruan, sementara absorpsi adalah masuknya air ke dalam basis gigi tiruan. Hal lain yang membedakan adsorpsi dan absorpsi adalah pada adsorpsi, material yang masuk ke dalam basis gigi tiruan dapat berupa cairan dan gas, sedangkan pada absorpsi, material yang masuk hanya cairan.32

Adanya molekul air di dalam massa yang terpolimerisasi akan menimbulkan dua efek penting, yaitu menyebabkan massa mengalami ekspansi dan akan mempengaruhi kekuatan polimer karena air yang masuk ke basis gigi tiruan bertindak sebagai plasticizer yang akan mempengaruhi sifat mekanis dan stabilitas dimensi basis gigi tiruan. Plasticizer akan mengurangi kekuatan tarikan antar polimer sehingga ikatan menjadi lebih fleksibel danmulai mengalirpada suhu yang rendah dan mengakibatkan penurunan pada Tg.15,23

Penyerapan air yang tinggi pada nilon umumnya disebabkan karena adanya ikatan amida pada rantainya yang bersifat hydrophilic. Semakin tinggi konsentrasi amida pada rantainya, semakin tinggi pula nilai penyerapan airnya. Penyesuaian pada konsentrasi amida akan menciptakan ikatan yang kuat antara atom H dengan kelompok amida sehingga mengurangi perlekatan molekul air pada nilon.26Hal ini sesuai dengan pendapat Kaplan (2008) dan Takabayashi (2010) yang menyatakan bahan basis gigi tiruan dapat disesuaikan menjadi rendah seperti pada nilon 6 atau nilon 66karena akan menciptakan ikatan H yang kuat antara kelompok amida sehingga mengurangi penyerapan air.9

Pada basis gigi tiruan polimer, nilai penyerapan air tidak boleh melewati 32µg/mm3 (ISO Standard 1567, 1999). Takahashidkk (1998)mengemukakan bahwa ketika molekul air tersebar diantara molekul polimer akan menyebabkan pemisahan ikatan antar molekul pada polimer. Hal ini akan mengakibatkan stabilitas dimensi yang rendah pada gigi tiruan.33Ukuran molekul air yang kecil yaitu kurang dari

(8)

Penyerapan air= M2-M3

𝜋𝜋𝑟𝑟2 x t(mm3)

0,28nm dan lebih kecil dibandingkan jarak antar polimer menyebabkan jarak antar rantai menjadi jauh sehingga terjadi ekspansisertadapat mempengaruhi kekuatan, stabilitas fisis, mekanis, perubahan warna dan stabilitas dimensiyang pada akhirnya menyebabkan fraktur dan kegagalan pada basis gigi tiruan.3,12,28

2.3.1.1Alat dan Cara Pengukuran Penyerapan Air

Prosedur standar untuk mengukur nilai penyerapan air yaitu basis diletakkan pada desikator yang mengandung silikagel pada suhu 37ºC ± 2ºC selama 24 jam. Desikasi adalah pengeringan suatu bahan atau benda dengan menggunakan alat desikator sehingga bahan atau benda yang didesikasi akan mengalami pengurangan berat dan diperoleh berat bahan atau benda yang sebenarnya. Proses desikasi ini diulang dalam periode waktu 24 jam sampai penurunan berat basis tidak lebih dari 0,5 mg, setelah itu basis ditimbang dengan timbangan digital. Massa yang ditimbang ini adalah M1 (conditioned mass). Setelah itu basis direndam dalam air selama 7 hari, basis lalu dilap dengan kain dan dikeringkan pada udara terbuka selama 15 detik kemudian ditimbang kembali M2 (immersed mass). Tahap selanjutnya adalah basis dimasukkan kembali ke dalam desikator sampai dicatat berat yang konstan. Setelah itu basis ditimbang kembali M3 (reconditioned mass).

Nilai penyerapan air dihitung dalam satuan (µg/mm3) (ISO/DIS 4049) untuk basis gigi tiruan polimer.Pengukuran penyerapan air dihitung berdasarkan rumus berikut :33-36

Keterangan :

• Water sorption( Wsp) = nilai penyerapan air (µg /mm3 )

• Dry mass (M1) = berat sampel sebelum perendaman (µg) • Wet mass (M2) = berat sampel setelah perendaman (µg)

(9)

dikeringkan dengan desikator (µg) • Surface area = volume sampel (mm3)

2.3.1.2 Faktor yang Mempengaruhi Penyerapan Air a) Monomer Sisa

Menurut Dixon (1992), monomer sisa dapat mempengaruhi penyerapan air.34Ketika ada monomer sisa, pertukaran antar monomer menjadi sedikit sehingga dapat meningkatkan penyerapan air.37

b) Derajat Kristalisasi

Poliamida yang didinginkan secara lambat akan memiliki derajat kristalisasi yang lebih banyakyaitu 50-60% lebih baikdibandingkan dengan poliamida yang didinginkan secara cepat dengan derajat kristalisasi hanya sebesar 10%. Proses kristalisasi akan berpengaruh pada penyerapan air dan nilon dengan derajat kristalisasi yang sedikit lebih mudah menyerap air.21

c) Porositas

Porositas yang tinggi pada nilon termoplastik akan meningkatkan penyerapan air karena basis gigi tiruan sering berkontak dengan cairan dalam rongga mulut.11Jang DE dkk (2015) membandingkan porositas basis gigi tiruan PMMA(Paldent 20) dengan nilon termoplastik (Bio Tone) dan hasil penelitianmenunjukkan PMMA memiliki porositas yang lebih tinggi dibandingkan dengan nilon termoplastik.3

2.4 Manipulasi Nilon Termoplastik

Nilon merupakan bahan yang tidak dapat dilarutkan pada pelarut sehingga pada teknik manipulasinya, nilon tidak dapat dibuat dalam bentuk adonan (dough). Teknik manipulasi nilon adalah dengan injection moulding dan nilon yang telah dilelehkan harus diinjeksikan ke dalam kuvet khusus dengan tekanan.1,13

Prosedur dimulai dengan memanaskan furnace sampai suhu mencapai 220oC kemudian cartridge yang berisi butiran nilon dimasukkan ke furnace dan dilelehkan selama 11 menit. Setelah itu nilon akan ditekan pada kuvet khusus lalu diinjeksikan

(10)

ke dalam cetakan. Bahan akan mengalir ke cetakan melalui spru. Agar bahan dapat mengalir ke daerah cetakan secara rata dan menyeluruh, tekanan dilakukan selama 3 sampai dengan 5 menitkemudian didinginkan selama 15-20 menit sebelum gigitiruan dibuka dari cetakan.13 Penelitian menunjukkan teknik manipulasi dengan injection

moulding menghasilkan basis gigitiruan yang lebih stabil, akan tetapi kerugian dari

teknik injection moulding adalah biaya yang lebih mahal dan adanya pembuangan spru hasil polimerisasi basis gigitiruan.14,15

2.5 Pengelolaan Nilon Sisa

Definisi dari sisa adalahbarang yang tidak lagi dipakai, baik yang dibuang dengan sengaja atau tidak lagi terpakai.38,39Sisa terbagi atas dua yaitu primary waste dan secondary waste. Primary wasteakan memiliki kualitas yang sama baiknya dengan material yang murni ketika didaur ulang karena primary waste tidak terkontaminasi dengan material lain, sementara secondary wastesudah terkontaminasi dan bercampur dengan material lain.38

Hal yang harus dilakukanadalahmenentukan cara untuk mengatasi sisa secara efektif dan efisien sebagai upaya untuk menjaga lingkungan.Industri dipaksa untuk mengembangkan cara seperti menggunakan kembali atau mendaur ulang nilon sisa karena penumpukan nilon sisa yang terus meningkat akan menyebabkan pencemaran lingkungan sehingga daur ulang pada nilon menjadi suatu keharusan.17,40

2.5.1Daur Ulang.

Metode yang tersedia untuk mengurangi pencemaran lingkungan akibat penumpukan sisa adalah penggunaan kembali, daur ulang, dan pengurangan.38 Daur ulang merupakan metode yang paling diminati karena memiliki banyak manfaat dibandingkan metode yang lain. Selain itu, nilon termasuk ke dalam kelas termoplastik yaitu bahan yang tidak mengalami perubahan struktur kimia ketika dipanaskan sehingga bahan ini dapat didaur ulang.Dulunya, nilon sisa akan dibuang tanpa didaur ulang, tetapi karena nilontermasuk kelas polimer yang sangat diminati

(11)

dan karena penggunaannya yang terus meningkatmaka nilon sisa yang dihasilkan juga ikut meningkat sehingga nilon sisa ini perlu dimanfaatkan.38,39

2.5.2 Jenis-Jenis Daur Ulang

Ada empat teknik daur ulang, yaitu : 16,41

1. Extracting recycling 2. Mechanical recycling 3. Chemical recycling 4. Thermal recycling

2.5.2.1 Extracting Recycling

Extracting recycling adalah metode mengembalikan komponen dari polimer

tanpa mencapai keadaan monomer.41

2.5.2.2 Mechanical Recycling

Mechanical recycling atau dikenal juga dengan physical recyclingadalah suatu

proses daur ulang dengan pemanasan.22Keuntungan mechanical recycling adalah pada proses pemanasan, material murni atau zat aditif dapat ditambahkan ke materialsisa.Keuntungan lain dari mechanical recycling yaitu tidak menghasilkan banyak zat emisi berbahaya.42

Tahapan daur ulang pada mechanical recycling adalah sebagai berikut:38, 40,43,44

1. Proses pencucian (washing)

Proses pencucian dilakukan menggunakan air. Penambahan zat kimia seperti surfaktan hanya dilakukan apabila bahan yang didaur ulang terkontaminasi bahan tertentu.

2. Tahap pemotongan (cutting/shredding)

Bahan yang akan didaur ulang dipotong dengan pisau cutter atau gunting menjadi bentuk serpihan.

(12)

Kertas, debu, dan bahan lain yang mengontaminasi disingkirkan dan dipisahkan dari bahan yang akan didaur ulang.

4. Separator drum

Fungsi separator drum adalah untuk menyeleksi bahan yang akan didaur ulang berdasarkan ukuran partikel. Sebagai contoh, bahan nilon termoplastik akan tenggelam sementara plastik lain seperti polyethylene akan mengapung.

5. Proses pengeringan (drying)

Nilon sisa yang sudah dicuci dikeringkan di dalam desikator selama satu hari dengan suhu 37oC.

Pengeringan yang dilakukan minimal harus 6 jam untuk mendapatkan penampilan nilon yang baik. Penelitian melalui analisisthermogravimetric

analysis(TGA)menunjukkan proses pengeringan akan mempengaruhi kandungan air

pada nilon.45Mantia Ldkk(2002) meneliti efek dari pengeringan sebelum pemanasan. Hasil penelitian menunjukkan poliamida yang diproses berulang kali menghasilkan struktur yang baik jika proses pengeringan dilakukan dengan tepat sebelum proses pemanasan dilakukan.16

2.5.2.3 Chemical Recycling

Metode chemical recycling atau dikenal juga sebagai depolimerisasi adalah proses daur ulang dengan cara menghancurkan rantai polimer menjadi monomer dengan reaksi kimia. Proses ini meliputi tiga tahapan, yaitu asidolisis, hidrolisis, dan aminolisis.41

2.5.2.4 Thermal Recycling

Thermal recyclingadalah proses yang melibatkan pemulihan energi selama

proses insinerasi dan menghasilkan asap yang beracun.40,41

Penelitian menunjukkan daur ulang polimer yang paling umum dipakai adalah teknik mechanical recycling dan chemical recycling , tetapi peneliti lebih banyak menggunakan teknik mechanical recycling dibandingkan dengan chemical recycling disebabkan proses kimia yang rumit pada chemical recycling.22,40

(13)

2.6 Sifat dan Karakteristik Nilon Daur Ulang

Daur ulang pada nilon sisa dapat mempengaruhi karakteristik mekanis, fisis, termal, dan rheological nilon.45Nilon daur ulang akan mengalami degradasi pada struktur mekanis dan fisisnya karena tekanan mekanis dan termal ketika proses pemotongan pada tahap daur ulang dan juga adanya komponen tidak murni pada nilon sisa.16,17,41

Soja Jdkk (2013) meneliti mengenai efek yang ditimbulkan dari mechanical

recycling pada nilon sisa. Hasil padaFourier Transformed Infrared

Spectroscopy(FTIR) menunjukkan ratiomethyl (CH3) meningkat,sementara methylene (CH2)menurun. Ini terjadi akibat adanya pemotongan pada ikatan C-C sehingga menghasilkan ikatan yang lebih pendek dengan kelompok methylene yang lebih sedikit. Terjadinya pemotongan rantai C-C ini akan berdampak pada sifat mekanis dan fisis nilon.17Selain itu, adanya partikel kontaminan pada nilon daur ulang dapat menghasilkan efek merugikan pada matriksnilon.45

2.6.1 Sifat Mekanis

Degradasi sifat mekanis pada nilon terjadi disebabkan karena pemotongan rantai kimia. Rantai kimia yang pendek akan menyebabkan susunan ikatan menjadi tidak teratur sehingga mengurangi kekuatan dari nilon. Perbedaan sifat mekanis pada nilon daur ulang dengan nilon murni tidaklah signifikan, kecuali pada segi kekuatan impaknya. Kekuatantensile nilon daur ulangberkurang sekitar 1,42% dan kekerasan berkurang sebesar 1,5%, sementara kekuatan impak berkurang sebesar 36,5%.Peydró MAdkk (2011) meneliti sifat mekanis nilon daur ulang dan hasil penelitian menunjukkan kekuatan impak dari nilon daur ulangmenurun yaitu dari 45.09 J/m2 menjadi 28.61 J/m2. Penurunan kekuatan impak ini dikaitkandengan pemotongan rantai pada stuktur kimianya akibat proses daur ulang.45Taguchidkk (1999)membandingkan sifat mekanis dari nilon murni dengannilondaur ulang dan hasil penelitian menunjukkan nilon murni memiliki sifat mekanis yang lebih baik dibandingkan nilon daur ulang.46

(14)

2.6.2 Sifat Rheological

Hal penting ketika mendaur ulang polimer adalah mengetahui sifat

rheologicalnya karena akan digunakan sebagai parameter suhu untuk proses injeksi

nilon nantinya.Menurun atau meningkatnya viskositas pada nilon dipengaruhi oleh kandungan air pada nilon.Viskositas akan menurun pada keadaan yang lembab, sementara viskositas meningkat pada keadaan yang kering.45

T Fattahi dkk (2011) membandingkan viskositas pada nilon murni dengan nilon daur ulang. Hasil penelitian menunjukkan viskositas pada nilon murni turun sebesar 5,59% sementara viskositas pada nilon daur ulang turun lebih banyak yaitu sebesar 7,73%.16Maspoch (2003) membandingkan viskositas pada nilon murni, nilon daur ulang dan nilon kombinasi dengan persentase 50% nilon murni dan 50% nilon daur ulang. Hasil yang diperoleh melalui Viscometery menunjukkan viskositas nilon

murni adalah sebesar 100 η, nilon daur ulang sebesar 63η, dan nilon kombinasi

sebesar 77η.47Nilon daur ulang memilikiviskositas yang rendah karena terjadi

penurunan berat molekulakibat pemotongan rantai kimia.18,45Viskositas yang menurun menunjukkan adanya kandungan air pada nilon dan hal ini akan mempengaruhi struktur pada nilon tersebut.45

2.6.3 Sifat Fisis

Hua Kdkk(2006) meneliti dampak yang timbul pada proses daur ulang nilon sisa dan hasilpenelitian menunjukkan daur ulang akan menyebabkan adanya pemotongan rantai kimia.Rantai yang terpotong akan menjadi pendek dan menyebabkan ikatan rantai kimianya menjadi tidak teratur sehingga berpengaruh pada derajat dan ukuran kristalisasi pada nilon. Nilon dengan ukuran dan derajat kristalisasi yang kecil akan lebih mudah menyerap air.16,19,21,23Izaro dkk (2008) mendaur ulang poliamida sebanyak lima kali dan hasil penelitian menunjukkan terjadi perubahan warna pada poliamida karena warna dari poliamida yang awalnyaputih lambat laun menjadi gelap.18

Lem P (2012) membandingkan kristalisasi pada nilon 6 daur ulang dengan nilon 6 murni. Hasil penelitian menunjukkan pembentukan kristal pada nilon 6 daur

(15)

ulang lebih cepat dibandingkan nilon 6 murni, tetapi derajat dan ukuran kristalisasi pada nilon murni yang dihasilkan lebih baik dibandingkan pada nilon daur ulang.48Ini didukung dengan penelitian yang dilakukan oleh Crespo JEdkk (2013) yaitu dengan meneliti kecepatan kristalisasi antara nilon 6 daur ulang dengan nilon 6 murni. Hasilpenelitian menunjukkan nilon 6 daur ulang memiliki kecepatan kristalisasi yang lebih cepat dibandingkan dengan nilon 6 murni.45

Pembentukan derajat kristalisasi yang cepat disebabkan oleh tiga hal, yaitu :45 1. Terdapat bahan yang tidak murni pada matriks nilon

2. Efek memori dari perlakuan pada teknik manipulasi nilon sebelumnya 3. Berat molekul nilon yang rendah akibat adanya pemotongan rantai kimia Rantai kimia yang terpotong akan mendukung mobilitas rantai sehingga meningkatkan kecepatan kristalisasi. Kristalisasi yang terjadi dengan cepat ini akan menghasilkan ukuran dan derajat kristal yang kecil dan tidak sempurna sehingga meningkatkan penyerapan air.

2.6 Kombinasi Nilon Murni dengan Nilon Daur Ulang

Kombinasi nilon murni dengan nilon daur ulang bertujuan untuk menghasilkan produk dengan kualitas yang lebih baik.22Namun, persentase nilon daur ulang yang ditambahkan pada nilon murni juga akan berpengaruh pada karakteristik nilon nantinya.15 Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya, kombinasi nilon murnidengan nilon daur ulang akan menghasilkan struktur nilon yang lebih baik, tetapi perlu ditentukan berapa besar persentase nilon daur ulang yang dapat ditambah pada nilon murni agar tidak mengurangi atau mengubah struktur pada nilon.18 Maspoch ( 2003) meneliti bahwa persentase nilon daur ulang harus dibawah nilon murni dan menilai bahwa kombinasi 30% nilon daur ulang dengan 70% nilon murni merupakan kombinasi yang paling baik.24 Page IB (2000) menyatakan kombinasi 80% nilon murni dan 20% nilon daur ulang tidak akan menurunkan struktur mekanis dan estetis nilon yang dihasilkan.25

T Fattahidkk (2010) mengkombinasikan nilon murni dengan nilon daur ulang dan hasil yang didapat melalui densicalorimetry (DSC) menunjukkan semakin besar

(16)

persentase nilon daur ulang yang ditambahkan pada nilon murni, maka terjadi penurunan pada glass transition temperature (Tg).16Penurunan Tg ini membuktikan bahwa terjadi penyerapan air pada nilon karena substansi dengan berat molekul yang rendah seperti air memiliki efek untuk menurunkan nilai Tg ketika ditambahkan ke polimer.23Air akan menyebabkan gangguan hidrogen pada ikatan amida karena air akan masuk ke dalam struktur polimer dan menyebabkan mobilitas rantai. Semakin tinggi kandungan air akan menyebabkan gangguan yang lebih besar pada struktur kimianya dan menurunkan nilai Tg.49

Nilon termoplastik akan mencapai keadaan rubbery ketika telah mencapai Tg dan pada nilon 6 nilai Tg yang tepat adalah sebesar 60oC.Penurunan Tg akan mempengaruhi stabilitas dimensi gigi tiruan karena polimer yang digunakan sebagai bahan basis gigi tiruan hendaknya memiliki nilai Tg yang cukup tinggi ketika digunakan dalam rongga mulut untuk mencegah distorsidan karena terjadi penurunan nilai Tg, maka Tm untuk menginjeksi nilon daur ulang juga diturunkan.50CrespoJEdkk(2013) menurunkan suhu injeksi nilon daur ulang sebesar 5oC untuk mendapatkan struktur yang sama seperti pada nilon murni.45

Keberadaan nilon daur ulang akan mengakibatkan ikatan rantai yang bercabang dan akan menghambat susunan zona kristalisasi dan non kristalisasi pada nilon.16Nilon daur ulang akan memiliki berat molekul yang rendah akibat adanya pemotongan rantai kimia.45Ketika bahan aditif atau nilon murni ditambahkanpada nilon daur ulang akan menghasilkan reaksichain extension atau pemanjangan rantai kimia.51,52(Gambar 4)

(17)

Gambar 4. Reaksi chain extension42

Menurut Bikiaris dkk (1998) chain extension akan menghasilkan kualitas bahan daur ulang yang sama dengan bahan murni.42Nilon sisa akan mengalami degradasi ketika didaur ulang dan degradasi yang terjadi akan menyebabkan kualitas yang buruk pada nilon.53Buccella dkk (2012) menambahkan nilon murni pada nilon daur ulang dan hasil penelitian menunjukkan struktur nilon yang dihasilkan lebih baik. Padaanalisisterminal group terlihat peningkatan berat molekul ketika nilon murni ditambahkan pada nilon daur ulang dan reaksi kimia terjadi antara chain

extenderdengan ikatan amida.52Nilon murni yang bertindak sebagai chain extenders akan meningkatkan berat molekul dengan melipatgandakan ikatan kimia yang mengalami degradasi ketika proses daur ulang berlangsung sehingga berat molekul nilon meningkat.45,51-53Analisis rheological testjuga menunjukkan viskositas yang meningkat dengan adanya penambahan nilon murni akibat bertambahnya berat molekul.52 Meningkatnyaviskositas pada nilon menunjukkan penyerapan air yang turun akibat proses chain extensionyang terjadi ketika nilon murni ditambahkan pada

(18)
(19)
(20)

2.10 Hipotesis Penelitian

1. Ada perbedaan nilai penyerapan air pada nilon murni, nilon daur ulang, dan kombinasi 60% nilon murni dengan 40% nilon daur ulang.

2. Ada pengaruh penambahan penambahan 60% nilon murni pada 40% nilon daur ulang terhadap penyerapan air.

Figur

Gambar 2. Reaksi antara dua asam amino (monomer) 5

Gambar 2.

Reaksi antara dua asam amino (monomer) 5 p.2
Gambar 4. Reaksi chain extension 42

Gambar 4.

Reaksi chain extension 42 p.17

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :