Pengaruh Penambahan E-Glass Fiber Terhadap Sifat Mekanis Basis Gigi Tiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas

(1)

(2)

2.1 Basis Gigi Tiruan

2.1.1 Pengertian

Basis gigi tiruan adalah bagian dari gigi tiruan yang bersandar pada jaringan pendukung dan tempat melekatnya anasir gigi tiruan (McCabe & Walls 2008). Fungsi basis gigi tiruan diantaranya menggantikan tulang alveolar yang sudah hilang, mendukung anasir gigi tiruan, menerima beban fungsional, mendistribusikan beban fungsional ke struktur pendukung rongga mulut, mengembalikan estetik wajah dan menstimulasi jaringan di bawah residual ridge (Carr & Brown 2011).

2.1.2 Syarat Bahan Basis Gigi Tiruan

Syarat ideal suatu basis gigi tiruan dapat dibagi berdasarkan sifat fisis, mekanis, kemis, biologis dan sifat lain yaitu: (Manappallil 2003; McCabe & Walls 2008; Powers & Sakaguchi 2009)

a. Sifat fisis: Basis gigi tiruan yang ideal sebaiknya harus terlihat alami dengan menyerupai jaringan lunak mulut.

 Memiliki temperatur glass transition yang mampu untuk mencegah melunak

atau rusak selama pemakaian

(3)

 Memiliki konduktivitas termal yang mampu mempertahankan kesehatan

jaringan mulut dan mampu mempertahankan reaksi normal terhadap rangsangan panas dan dingin

 Radiopaque

b. Sifat mekanis: Meskipun banyak pilihan bahan yang dapat digunakan sebagai basis gigi tiruan tetapi sebaiknya bahan basis memiliki:

 Kekuatan impak yang cukup untuk tahan terhadap fraktur, kekuatan

transversal (fleksural) tidak kurang dari 60-65 MPa dan kekuatan fatigue yang tinggi  Modulus elastisitas yang tinggi (Paling sedikit 2000 MPa untuk polimer yang

dipolimerisasi dengan panas)  Ketahanan terhadap abrasi

c. Sifat kemis: Bahan basis sebaiknya tahan terhadap bahan kimia.  Memiliki warna yang baik, sehingga terlihat alami

 Tidak larut dalam cairan rongga mulut

 Tidak menyerap air dan saliva sehingga tidak merubah sifat mekanisnya serta

tetap higienis

d. Sifat biologis: Pada saat bahan masih belum dimanipulasi, seharusnya bahan tidak membahayakan pada saat diproses oleh tekniker.

 Tidak toksik dan tidak menyebabkan iritasi

 Jika terjadi proses absorpsi, basis sebaiknya dapat bertahan dari

(4)

e. Sifat lain: Bahan basis sebaiknya tidak mahal, dapat tahan lama pada saat disimpan, mudah dimanipulasi, pemrosesannya tidak membutuhkan alat yang mahal.

2.1.3 Klasifikasi Bahan Basis Gigi Tiruan

Bahan basis gigi tiruan polimer menurut ADA Spesifikasi No. 12 (ISO 1567), diklasifikasikan menjadi lima (5) tipe: (Powers & Sakaguchi 2009)

1) Tipe 1 : Heat-polymerizable polymers Klas 1 : Powder and liquid

Klas 2 : Plastic cake

2) Tipe 2 : Autopolymerizable polymers Klas1 : Powder and liquid

Klas 2 : Powder and liquid pour-type resins 3) Tipe 3 : Thermoplastic blank or powder 4) Tipe 4 : Ligth-activated materials 5) Tipe 5 : Microwave-cured materials

2.2 Resin Akrilik Polimerisasi Panas

(5)

2.2.1 Komposisi

Resin akrilik polimerisasi panas tersedia dalam bentuk bubuk dan cairan. Komposisi kimia bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas terdiri dari: (Zarb dkk. 2004; Gladwin & Bagby 2009; Carr & Brown 2011)

a) Bubuk (Powder)

Polimer : butiran atau granul polimetil metakrilat Inisiator : benzoyl peroxide

Pigmen/pewarna : garam cadmium atau besi, atau pigmen organik b) Cairan (Liquid)

Monomer : metil metakrilat

Cross-linking agent : ethyleneglycol dimethylacrylate Inhibitor : hydroquinone

2.2.2 Manipulasi

Resin akrilik polimerisasi panas dimanipulasi sehingga menghasilkan bentuk yang keras dan kaku dengan teknik compression molding. Proses manipulasi resin akrilik polimerisasi panas dengan teknik compression molding antara lain:

a) Perbandingan Polimer dan Monomer

(6)

b) Proses Pencampuran Polimer dan Monomer

Polimer dan monomer dicampur dengan perbandingan yang tepat di dalam wadah yang bersih, kering dan tertutup hingga homogen. Selama proses pencampuran terdapat beberapa tahap yang terjadi, yaitu: (Zarb dkk. 2004; Mowade dkk. 2012; Anusavice 2013)

1. Sandy stage: merupakan tahap terbentuknya campuran yang menyerupai pasir basah. Pada tahap ini polimer secara bertahap bercampur dengan monomer.

2. Sticky stage: merupakan tahap ketika polimer mulai larut dalam monomer sehingga akan terlihat seperti berserabut saat ditarik. Pada tahap ini monomer sudah berpenetrasi dengan polimer.

3. Dough stage: merupakan tahap saat monomer sudah berpenetrasi seluruhnya ke dalam polimer yang ditandai dengan konsistensi adonan mudah diangkat dan tidak lengket lagi. Tahap ini merupakan waktu yang tepat memasukkan adonan ke dalam mold.

4. Rubbery (elastic) stage: merupakan tahap saat monomer sudah tidak dapat bercampur dengan polimer lagi. Pada tahap ini, akrilik akan berwujud seperti karet dan tidak bisa lagi dimasukkan dalam mold.

5. Stiff stage adalah tahap sewaktu akrilik sudah kaku dan tidak dapat dibentuk lagi.

c) Proses Pengisian dalam Mold

(7)

tekanan 1.000 psi supaya mold terisi secara padat dan kelebihannya dibuang dengan lekron. Fase kedua dilakukan pengepresan dengan tekanan sebesar 2.200 psi dan dibiarkan pada suhu kamar selama 30-60 menit (Salim 2010; Bhaskaran dkk. 2012).

d) Proses Kuring

Proses kuring dilakukan sebanyak 2 fase. Fase pertama dilakukan pada waterbath pada suhu 70 oC selama 90 menit dan dilanjutkan dengan fase kedua yang dilakukan pada suhu 100 oC selama 30 menit sesuai dengan JIS (Japan Industrial Standard) (Sadamori dkk. 2007).Proses kuring dengan cara pemanasan yang tinggi dan cepat dapat menyebabkan sebagian monomer tidak sempat berpolimerisasi menjadi polimer sehingga dapat menguap dan membentuk bola-bola uap, bola uap tersebut dapat terperangkap di dalam matriks resin sehingga menyebabkan terjadinya internal porosity yang tidak terlihat (Powers & Sakaguchi 2009).

e) Proses Pendinginan dan Penyelesaian

Setelah proses kuring selesai, kuvet dikeluarkan dari waterbath dan dibiarkan hingga mencapai suhu kamar, lalu resin akrilik dikeluarkan dari mold kemudian dirapikan dengan menggunakan bur dan dipoles (Sadamori dkk. 2007; Powers & Sakaguchi 2009).

2.2.3 Kelebihan dan Kekurangan

(8)

1. Proses pembuatannya mudah dan hanya memerlukan peralatan sederhana 2. Mudah direparasi

3. Estetik yang baik karena warnanya yang menyerupai jaringan rongga mulut

4. Stabilitas warna yang baik

5. Biokompatibel, yaitu tidak toksik dan tidak bersifat iritan

6. Tidak larut dalam cairan rongga mulut dan tidak mengabsorpsi saliva 7. Lebih kuat dibandingkan dengan resin swapolimerisasi

8. Harga yang lebih murah apabila dibandingkan dengan basis gigi tiruan logam dan nilon termoplastik

Meskipun resin akrilik polimerisasi panas banyak digunakan karena dianggap sebagai material yang paling ideal dalam beberapa aspek, namun masih memiliki beberapa kekurangan yaitu: (Van Noort 2007; Gladwin & Bagby 2009; Powers & Sakaguchi 2009; Mowade dkk. 2012)

1. Kekuatan impak (resistensi terhadap benturan) yang rendah 2. Kekuatan transversal (fleksural) yang rendah

3. Ketahanan terhadap fatique yang rendah 4. Ketahanan terhadap abrasi yang rendah 5. Konduktivitas termal yang rendah

(9)

7. Working time yang lama apabila dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi sinar dan resin akrilik swapolimerisasi

2.2.4 Sifat Resin

Sifat-sifat resin akrilk polimerisasi panas antara lain sifat kemis, biologis, fisis dan mekanis: (Van Noort 2007; McCabe & Walls 2008; Powers & Sakaguchi 2009)

2.2.4.1 Sifat Kemis

Salah satu faktor penting yang menentukan daya tahan material di dalam rongga mulut adalah stabilitas kimia, sehingga bahan basis gigi tiruan harus stabil secara kimia yaitu tidak larut dalam cairan apapun termasuk cairan dalam rongga mulut, tidak mudah erosi dan tahan terhadap korosi. Sifat kemis resin akrilik polimerisasi panas berhubungan dengan penyerapan air dan kelarutannya. Besarnya penyerapan air resin akrilik polimerisasi panas adalah 0,6 mg/cm2, sedangkan besar kelarutan dalam cairan adalah 0,02 mg/cm2.

2.2.4.2 Sifat Biologis

(10)

1 jam dalam air mendidih. Jumlah monomer sisa akan berkurang hingga 0,4% atau bahkan lebih kecil apabila dikuring pada suhu 70 oC dan dipanaskan dengan air mendidih selama 3 jam.

2.2.4.3 Sifat Fisis

Sifat fisis merupakan sifat suatu bahan yang diukur tanpa diberikan tekanan atau gaya dan tidak mengubah sifat kemis dari bahan tersebut. Sifat fisis bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas meliputi konduktivitas termal, koefisien ekspansi termal, stabilitas dimensi, densitas dan kestabilan warna.

(11)

boleh menunjukkan sedikit perubahan warna dibandingkan dengan sebelum dilakukan penyinaran.

2.2.4.4 Sifat Mekanis

Sifat mekanis adalah sifat suatu bahan yang memiliki kekuatan untuk dapat menahan tekanan yang diberikan sehingga bahan tidak mengalami perubahan bentuk atau deformasi. Sifat mekanis merupakan respon yang terukur baik elastis maupun plastis dari bahan bila terkena gaya atau distribusi tekanan. Sifat mekanis bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas diantaranya kekuatan tarik, kekuatan impak, kekuatan transversal, kekuatan fatigue dan modulus elastisitas.

(12)

adalah memiliki modulus elastisitas paling sedikit 2000 MPa untuk polimer yang dipolimerisasi dengan panas (Sitorus & Dahar 2012).

2.3 Kekuatan Impak

Kekuatan impak adalah ukuran energi yang diterima sebuah benda ketika benda tersebut patah akibat suatu benturan yang terjadi secara tiba-tiba. Nilai kekuatan impak yang diperlukan bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas berdasarkan ISO 1567:1999 adalah 2 x 10-3 J/mm2 (Mc Cabe & Walls 2008). Uzun dkk. (1999) menyatakan bahwa kekuatan impak resin akrilik polimerisasi panas merk Trevalon, UK adalah 12,5 x 10-3 J/mm2. Goguta (2006) menyatakan nilai kekuatan impak sebesar 4,7 x 10-3 J/mm2. Foat (2009) melaporkan nilai kekuatan impak resin akrilik polimerisasi panas merk QC adalah 5,0 x 10-3 J/mm2.

Kegagalan klinis dari kekuatan impak terjadi diluar rongga mulut sebagai

akibat jatuhnya gigi tiruan saat dibersihkan, batuk atau bersin (El-Sheikh & Al-Zahrani 2006). El-Sheikh dan Al-Zahrani (2006) melakukan survei fraktur gigi tiruan dan melaporkan bahwa fraktur yang terjadi karena perbaikan gigi tiruan dalam 3 tahun adalah sebesar 69,7%, sedangkan fraktur akibat kegagalan impak adalah sebesar 80,4%. Hargreaves (yang dikutip dari El-Sheikh & Al-Zahrani 2006) melaporkan 63% gigi tiruan patah setelah 3 tahun pemasangan.

(13)

2.3.2 Alat Uji dan Cara Pengukuran

Pengukuran kekuatan impak bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas dapat dilakukan dengan alat Izod dan Charpy. Teknik pengukuran kekuatan impak pada kedua alat tersebut berbeda, dimana pada alat uji Izod sampel dijepit vertikal pada salah satu ujungnya, sedangkan pada alat uji Charpy, kedua ujung sampel dijepit dan diletakkan secara horizontal. Cara pengukuran kekuatan impak adalah sampel dengan ukuran tertentu diletakkan pada alat penguji dengan lengan pemukul yang dapat diayun dengan pendulum diujungnya. Pemukul tersebut kemudian diayunkan ke arah sampel dan membentur sampel hingga patah, selanjutnya energi yang tertera pada alat penguji dibaca dan dicatat lalu dilakukan perhitungan kekuatan impak menggunakan rumus: (Van Noort 2007; Powers & Sakaguchi 2009; Anusavice 2013).

Keterangan:

E : Energi (Joule)

(14)

2.4 Kekuatan Transversal

Kekuatan transversal (fleksural) suatu bahan adalah ukuran kekakuan dan ketahanan terhadap fraktur. Kekuatan transversal memberikan indikasi material performance dibawah static loading (Ming 2012). Kekuatan transversal dapat diartikan sebagai pengukuran kolektif antara kekuatan tarik, kekuatan tekan dan kekuatan geser secara bersamaan. Kekuatan transversal mewakili beban dan tekanan pengunyahan yang dihasilkan oleh gigi tiruan di dalam rongga mulut. Standar kekuatan transversal basis gigi tiruan tidak kurang dari 60 - 65 MPa (611,83 - 662,81 kg/cm2) (Kostoulas dkk. 2008). Semakin tinggi nilai kekuatan transversal basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas, maka akan semakin baik (Chand dkk. 2011). Uji kekuatan transversal sering digunakan untuk mengukur sifat mekanis dari suatu basis gigi tiruan karena cukup mewakili tipe-tipe gaya yang terjadi selama proses pengunyahan (Vojvodic dkk. 2009). Beberapa faktor yang mempengaruhi Kekuatan transversal resin akrilik, diantaranya seperti berat molekul polimer, ukuran kristal polimer, level residual monomer, komposisi plasticizer, sejumlah cross-linking agent, porositas internal matriks polimer, ketebalan basis gigi tiruan, faktor pasien, tipe pemolesan dan aksi bahan kimia (Paranhos 2008).

(15)

dalam unit MPa (Ming 2012). Pengukuran kekuatan transversal dilakukan dengan cara beban diberikan pada sebuah benda berbentuk batang yang bertumpu pada kedua ujungnya dan beban tersebut diberikan di tengah-tengahnya, selama batang uji ditekan maka beban akan meningkat secara beraturan dan berhenti ketika batang uji patah (Gambar 2.1) (Powers & Sakaguchi 2009; Unalan dkk. 2010; Anusavice 2013). Hasil yang diperoleh akan dimasukkan dalam rumus kekuatan transversal.

Perhitungan kekuatan transversal dilakukan menggunakan rumus: (Narva dkk. 2005)

Keterangan:

σ : Kekuatan transversal (MPa)

� : Beban maksimum (N)

� : Jarak antara kedua pendukung (mm)

� : Lebar batang uji (mm)

(16)

Gambar 2.1 Skematik three-point bending test (Dua dukungan dibawah dan titik pusat beban di atas)

Sumber: Ming 2012, Effect of powered toothbrush cleaning on acrylic resin dental prostheses

2.5 Modulus Elastisitas

(17)

yang dipolimerisasi dengan panas. Resin akrilik memiliki kekakuan yang mencukupi untuk digunakan sebagai gigi tiruan dengan rentang nilai modulus elastisitas berdasarkan referensi American Society for Testing and Materials (ASTM) D638 atau setara dengan ISO 527 yaitu 1264-3530 MPa, sedangkan pada refernsi Engineering Tralbox sebesar 3200 MPa (Sitorus & Dahar 2012). Modulus elastisitas resin akrilik dipengaruhi oleh derajat konversi yang dicapai matriks polimer, dimana semakin tinggi derajat konversi polimer maka semakin besar kekakuan suatu bahan (Orsi dkk. 2012).

Modulus elastisitas diuji dengan menggunakan alat yang sama dengan pengujian kekuatan transversal, yaitu Universal Testing Machine. Sampel resin akrilik polimerisasi panas diletakkan pada alat uji, beri bantalan penekan di atasnya, lalu pembebanan diberikan di tengah-tengah jarak sangga secara berkelanjutan sampai beban maksimum dan timbul keretakan (Gambar 2.2). Besarnya defleksi atau lenturan yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu.

Perhitungan modulus elastisitaas dapat dilakukan menggunakan rumus berikut: (Narva dkk. 2005)

Keterangan:

(18)

S : Stiffnes (N/m)

� : Beban maksimum (N)

� : Jarak antara kedua pendukung (mm)

� : Lebar batang uji (mm)

� : Tebal batang uji (mm)

d : Defleksi (mm)

2.6 Glass Fiber

Glass fiber merupakan bahan yang terbuat dari kaca berupa serabut-serabut halus berbentuk silinder (Obukuro dkk. 2008). Glass fiber dapat ditambahkan ke dalam resin akrilik untuk memperbaiki sifat fisis dan mekanik resin akrilik. Glass fiber dapat beradhesi dengn matriks polimer resin akilik sehingga memiliki ikatan yang baik dengan resin akrilik, oleh karena itu memungkinkan untuk dijadikan sebagai penguat bahan basis gigi tiruan resin akrilik (Yondem dkk. 2011). Glass fiber berfungsi memberikan kekuatan pada bahan matriks dengan cara memindahkan gaya beban yang dikenakan dari matriks yang lebih lemah pada glass fiber yang lebih kuat (Matinlina dkk. 2004).

2.6.2 Jenis

(19)

karena transparan dan dapat dengan mudah disesuaikan dengan bentuk dan ukuran yang diperlukan (Loncar dkk. 2006; Beckwith 2009). Vakiparta dan Koskinen (2004) melaporkan bahwa E-glass fiber non-sitotoksik dan dapat digunakan untuk biomedikal. Goguta dkk. (2006) dalam penelitiannya melaporkan bahwa penambahan E-glass fiber pada bahan basis gigi tiruan memiliki estetik yang sangat baik.

2.6.3 Bentuk

Glass fiber mempunyai beberapa bentuk diantaranya yaitu bentuk batang, anyaman dan potongan kecil (Mathew 1999; Lee dkk. 2001). Glass fiber berbentuk batang terbuat dari continuous unidirectional glass fiber yang terdiri atas 1.000-200.000 serabut glass fiber dan diameter berkisar 3-25 µm (Gambar 2.2).

Gambar 2.2 Glass fiber

bentuk batang

Sumber: Glass_fiber,

(20)

Beberapa peneliti menyatakan bahwa penggabungan glass fiber pada bahan basis gigi tiruan resin akrilik akan meningkatkan kekuatan basis gigi tiruan, namun terdapat kekurangan yaitu penanganannya lebih sulit dan penyerapan fiber dengan resin akrilik kurang adekuat (Lee dkk. 2001; Goguta dkk. 2006; Obukura dkk. 2008). Glass fiber bentuk anyaman memiliki ketebalan 0,005 mm. Glass fiber bentuk anyaman dapat digunakan untuk mereparasi basis gigi tiruan. Uzun dkk. (1999) menyatakan bahwa glass fiber berbentuk anyaman yang ditambahkan pada basis gigi tiruan dapat meningkatkan kekuatan impak dan kekuatan transversal, namun glass fiber bentuk anyaman memiliki kekurangan yaitu penempatannya pada mold yang sulit (Lee dkk. 2007) (Gambar 2.3).

Gambar 2.3 Glass fiber

bentuk anyaman Sumber:

Fiberglass, 2016, Wikipedia

(21)

akrilik lebih sederhana, mudah dimanipulasi dan dimasukkan ke dalam adonan resin akrilik serta lebih tersebar merata (Lee dkk. 2001) (Gambar 2.4).

Lee dkk. (2001) menyatakan bahwa glass fiber bentuk potongan kecil berukuran 3mm yang ditambahkan pada bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas lebih dari 3% meningkatkan modulus elastisitas secara signifikan dan konsentrasi 6% dan 9% meningkatkan kekuatan transversal.

2.6.4 Komposisi dan Fungsi

2.6.4.1 Komposisi

E-glass fiber mengandung beberapa bahan kimia sebagai komposisinya yaitu: (Hyer 1998; Soygun dkk. 2013)

 SiO2 : 55,2 %

 Al2O3 : 15 %

 B2O3 : 6 %

 MgO : 0,5 %

Gambar 2.4 Glass fiber bentuk potongan kecil

(22)

 CaO : 22 %  K2O : 0,2 %

 Fe + Na + K : < 1 %

Glass fiber mengandung SiO2 sebagai komposisi utama yang memiliki sifat

kaku sehingga dapat berfungsi sebagai penguat, modulus elastisitas glass fiber yang cukup tinggi menyebabkan sebagian besar beban yang diterima tidak menyebabkan deformasi. Kandungan alumina yang tinggi, alkali yang rendah dan borosilicate mengindikasikan E-glass fiber memiliki kekuatan transversal yang tinggi (Soygun dkk. 2013). Glass fiber memiliki beberapa kelebihan yaitu memiliki kemampuan untuk mengabsorpsi bila digunakan sebagai komposit, tahan terhadap suhu yang tinggi, ekspansi termal yang rendah dan tidak menyerap air (Matthews & Rawlings 1999).

2.6.4.2 Fungsi

Penambahan fiber reinforced pada bahan basis gigi tiruan telah dilaporkan beberapa peneliti dapat meningkatkan sifat mekanis bahan basis gigi tiruan diantaranya kekuatan impak, kekuatan fatigue, kekuatan transversal, modulus elastisitas dan daya tahan terhadap fraktur basis gigi tiruan resin akrilik. Glass fiber digunakan sebagai bahan penguat yang ideal karena kualitas estetiknya yang baik (Tacir dkk. 2006; Vojdani & Khaledi 2006; Nakamura dkk. 2007; Polat dkk. 2013).

(23)

2008). Glass fiber merupakan bahan yang paling efektif untuk meningkatkan kekuatan transversal dan modulus elastisitas serta menurunkan nilai defleksi (Yu dkk. 2012). Nilai defleksi yang rendah berhubungan dengan kekakuan dan kekuatan bahan basis gigi tiruan (Lee dkk. 2001). Glass fiber berbentuk potongan kecil dengan konsentrasi 6% dan 9% yang ditambahkan pada bahan basis gig tiruan resin akrilik dapat meningkatkan kekuatan transversal (Lee dkk. 2001).

Fiber yang ditambahkan dalam bahan basis gigi tiruan harus dapat menyatu agar dapat diaplikasikan. Adhesi yang terjadi antar fiber dengan matriks polimer menyebabkan penyatuan densitas diantara keduanya. Densitas merupakan fungsi kerapatan komposisi sehinggga dengan menambahkan glass fiber yang nilai densitasnya 2,79 gr/cm3 dapat mengisi rongga kosong pada resin akrilik polimerisasi panas yang densitasnya relatif lebih rendah sehingga dapat meningkatkan kekuatan bahan resin akrilik polimerisasi panas.

2.6.5 Manipulasi

(24)

permukaan yang rendah. Karena alasan tersebut glass fiber sulit menyerap monomer, sehingga ketika ditambahkan ke dalam resin akrilik polimerissasi panas, tidak terjadi adhesi yang baik antara permukaan glass fiber dengan matriks polimer. Untuk meningkatkan adhesinya, dapat ditambahkan silane coupling agent pada glass fiber. Silane coupling agent yang umum digunakan pada glass fiber adalah methacryloxi- propyltrimethoxysilane. Silane coupling agent dapat meningkatkan energi permukaan pada glass fiber dengan cara berperan sebagai gugus karbon perantara untuk mengikat permukaan glass fiber dengan matriks polimer kemudian adhesi terbentuk antara permukaan glass fiber dengan matriks polimer sehingga menjadi lebih kuat dan pada akhirnya dapat meningkatkan kekuatan mekanis seperti kekuatan impak, kekuatan fatigue, kekuatan transversal dan modulus elastisitas bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas secara maksimal.

2.6.6 Mekanisme Peningkatan Kekuatan Impak, Kekuatan Transversal dan

Modulus Elastisitas dengan Penambahan E-Glass Fiber

E-glass fiber dalam komposisinya mengandung Si2O3 dalam persentase yang

tiggi. Si2O3 merupakan senyawa yang terbentuk melalui ikatan kovalen yang kuat

serta memiliki struktur kimia yang isotropik yaitu empat atom oksigen terikat pada posisi sudut tetrahedral disekitar pusat atom silika. Ikatan kovalen yang kuat dan struktur kimia yang isotropik menyebabkan Si2O3 memiliki kekuatan yang tinggi.

Si2O3 yang terkandung dalam E-glass fiber inilah yang menjadikan glass fiber kuat

(25)

polimerisasi panas, baik beban yang berasal dari pengunyahan di dalam rongga mulut maupun beban tiba-tiba yang diterima saat basis gigi tiruan terjatuh. Transfer beban dari bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang memiliki kekuatan rendah kepada E-glass fiber yang memiliki kekuatan tinggi merupakan kunci utama terjadinya peningkatan sifat mekanis dari bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas. Saat beban berhasil ditransfer dari bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas kepada E-glass fiber, maka terjadi peningkatan kekuatan impak dan transversal sehingga basis gigi tiruan tidak mudah mengalami fraktur (Monaco 2005; Mowade 2012)

Selain Si2O3 terdapat boron trioksida (B2O3) pada komposisi E-glass fiber

yang dapat meningkatkan stabilitas hidrolitik dari permukaan E-glass fiber. Komposisi B2O3 dalam E-glass fiber bertujuan menurunkan sifat CaO yang tidak

tahan terhadap air dan asam. Penurunan konsentrasi CaO dan peningkatan konsentrasi B2O3 menghasilkan stabilitas hidrolitik pada permukaan E-glass fiber sehingga ion O- pada CaO tidak digantikan oleh ion H+ atau OH- pada air karena penggantian ion O- pada CaO oleh ion H+ atau OH- menyebabkan ikatan kovalen pada E-glass fiber menjadi lemah dan dapat menurunkan kekuatan E-glass fiber. Hal serupa juga terjadi pada bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas dengan penyerapan air yang tinggi. Penyerapan air dapat menurunkan kekuatan bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas. Adanya B2O3 dalam komposisi E-glass

(26)

transversal dari bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas dapat meningkat (Monaco 2005; Mowade dkk. 2012).

2.7 Gambaran Makroskopis dan Mikroskopis Permukaan Fraktur Basis Gigi

Tiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas

2.7.1 Gambaran Makroskopis Permukaan Fraktur Basis Gigi Tiruan Resin

Akrilik Polimerisasi Panas

Gambaran makroskopis dari permukaan fraktur gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas dapat dilihat secara visual bentuk patahan yang terjadi apakah termasuk karakteristik Brittle fracture atau ductile fracture. Brittle fracture adalah kegagalan suatu bahan dengan minimum deformasi plastis. Jika bagian-bagian yang rusak dari brittle fracture dicocokkan kembali, bentuk asli dan ukuran sampel dapat kembali seperti semula. Brittle fracture didefinisikan sebagai fraktur yang terjadi pada atau dibawah elastic limit dari suatu bahan. Brittle fracture tidak menghasilkan deformasi plastis sehingga membutuhkan sedikit energi untuk mematahkan suatu bahan dibandingkan ductile failure.

(27)

tumbuh menyebar ke permukaan sampel dalam arah 45° terhadap sumbu tarik dan mengakibatkan fraktur (cup-end-cone-type fractureI) (Zhigilei 2010).

2.7.2 Gambaran Mikroskopis Permukaan Fraktur Basis Gigi Tiruan Resin

Akrilik Polimerisasi Panas

(28)

2.8 Kerangka Teori

Komposisi Manipulasi Sifat Kelebihan Kekurangan

(29)

(30)

2.10 Hipotesis Penelitian

1. Ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap kekuatan

impak basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.