6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gigi Tiruan
Gigi tiruan lengkap dapat didefinisikan sebagai protesa gigi lepasan yang dimaksudkan untuk menggantikan permukaan pengunyahan dan struktur-struktur yang menyertainya dari suatu lengkung gigi rahang atas dan rahang bawah. Protesa tersebut terdiri dari gigi-gigi tiruan yang dilekatkan pada basis protesa. Basis protesa memperoleh dukungan melalui kontak yang erat dengan jaringan mulut dibawahnya. Meskipun basis protesa individual dapat dibuat dari logam atau campuran logam, kebanyakan basis protesa dibuat menggunakan polimer. Polimer tersebut dipilih berdasarkan keberadaannya, kestabilan dimensi, karakteristik penanganan, warna, dan kekompakan dengan jaringan mulut. Selain itu harus dapat juga memperbaiki ketepatan dan kestabilan dimensi dari protesa gigi lengkap. (Kenneth, 2003) Gigi tiruan lepasan dibuat untuk mereka yang memerlukan gigi pengganti gigi yang hilang/ompong sebagian maupun seluruh gigi dalam mulut. Bahan pembuat gigi dapat dari Valplast yaitu bahan yang lentur dan kuat untuk estetika, dari bahan metal untuk gigi rahang bawah yang ditujukan untuk kekuatan fungsi kunyah dan yang ekonomis yaitu dari bahan akrilik. Pembuatan gigi palsu lepasan bisa disesuaikan dengan kebutuhan tiap pasien sehingga memberikan solusi yang optimal. Didalam kedokteran gigi istilah gigi tiruan/ dental prothetis meliputi : • Gigi tiruan sebagian lepasan/partial denture • Gigi tiruan cekat/Fixed denture • Gigi tiruan lengkap/Full denture Contoh dari gigi tiruan lepasan dapat dilihat pada Gambar dibawah ini. Universitas Sumatera Utara
7
Gambar 2.1. Gigi Tiruan Lepasan
2.2 Basis Protesa Sejak pertengahan tahun 1940-an, kebanyakan basis protesa dibuat dengan menggunakan resin poli(metal metakrilat). Resin-resin tersebut merupakan plastik lentur yang dibentuk dengan menggabungkan molekul-molekul metal metakrilat multipel. Poli(metal metakrilat) murni adalah tidak berwarna, transparan dan padat. Untuk mempermudah penggunaannya dalam kedokteran gigi, polimer diwarnai untuk mendapatkan warna dan derajat kebeningan. Warna serta sifat optik tetap stabil di bawah kondisi mulut yang normal; dan sifat-sifat fisiknya telah terbukti sesuai untuk aplikasi kedokteran gigi. Satu keuntungan poli(metal metakrilat) sebagai bahan basis protesa adalah relatif mudah pengerjaannya. Bahan basis protesa poli(metal metakrilat) biasanya dikemas dalam sistem bubuk-cairan. Cairan mengandung metal metakrilat tidak terpolimer dan bubuk mengandung resin poli(metal metakrilat) pra-polimerisasi dalam bentuk butir-butir kecil. Bila cairan dan bubuk diaduk dengan proporsi yang tepat, diperoleh massa yang dapat dibentuk. Kemudian bahan dimasukkan ke dalam mould (rongga cetakan) dari bentuk yang diinginkan serta dipolimerisasi. Setelah proses polimerisasi selesai, hasil protesa dikeluarkan dan dipersiapkan untuk dipasangkan pada pasien. Universitas Sumatera Utara
8
2.3 Elemen Gigi Resin Akrilik Lebih dari 60% elemen gigi tiruan yang sudah jadi yang dijual di Amerika Serikat dibuat dari resin akrilik atau resin vinil akrilik. Seperti diduga, kebanyakan elemen gigi tiruan resin memiliki basis dengan susunan linier poli(metal metakrilat). Resin akrilik merupakan salah satu bahan kedokteran gigi yang telah banyak diaplikasikan untuk pembuatan anasir dan basis gigi tiruan, pelat ortodonsi, sendok cetak khusus, serta restorasi mahkota dan jembatan dengan hasil memuaskan, baik dalam hal estetik maupun dalam hal fungsinya. Resin akrilik adalah jenis resin termoplastik, di mana merupakan senyawa kompon non metalik yang dibuat secara sintesis dari bahan-bahan organik. Resin akrilik dapat dibentuk selama masih dalam keadaan plastis, dan mengeras apabila dipanaskan. Pengerasan terjadi oleh karena adanya reaksi polimerisasi adisi antara polimer dan monomer. Akrilik berasal dari bahasa latin yaitu acrolain yang berarti bau yang tajam. Bahan ini berasal dari Asam Acrolain atau gliserin aldehida. Secara kimia dinamakan polymetil metakrilat yang terbuat dari minyak bumi, gas bumi atau arang batu. Bahan ini disediakan untuk kedokteran gigi berupa cairan (monomer) monometil metakrilat dan biasanya bahan ini di kemas dalam bentuk bubuk (polimer) polimetil metakrilat. Penggunaan resin akrilik ini biasa dipakai sebagai bahan denture base, landasan pesawat orthodontik (orthodontik base), basis gigi tiruan, pembuatan anasir gigi tiruan (artificial teeth) dan sebagai bahan restorasi untuk mengganti gigi yang rusak. Resin akrilik adalah resin termoplastis, merupakan persenyawaan kompon non metalik yang dibuat secara sintetis dari bahan-bahan organik. Resin ini dapat dibentuk selama masih dalam keadaan plastis dan mengeras apabila dipanaskan karena tejadi reaksi polimerisasi adisi antara polimer dan monomer. Berdasarkan polimerisasinya, resin akrilik dibedakan menjadi tiga, yaitu Heat Cured Acrylic, Self Cured Acrylic dan Light Cured Acrylic Resin, yang akan dipakai dalam penelitian ini adalah Heat Cured Acrylic atau Resin Akrilik Polimerisasi panas.
Universitas Sumatera Utara
9
2.3.1 Resin Akrilik Polimerisasi Panas Resin akrilik polimerisasi panas adalah resin jenis poli(metil) metakrilat yang polimerisasinya dengan pemanasan. Energi termal yang diperlukan untuk polimerisasi bahan-bahan tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan pemanasan air atau iradiasi gelombang mikro. Resin akrilik polimerisasi panas dengan pemanasan air dilakukan dengan dua cara, yaitu pemanasan air menggunakan kompor atau waterbath. Contoh resin akrilik dapat dilihat pada Gambar di bawah ini :
Gambar 2.2. Resin Akrilik
Syarat-syarat yang dibutuhkan resin akrilik, yaitu: a. Tidak toxis dan tidak mengiritasi. b. Tidak terpengaruh cairan rongga mulut. c. Mempunyai modulus elastisitas tinggi sehingga cukup kaku pada bagian yang tipis. d. Mempunyai limit proporsionalitas yang tinggi, sehingga jika terkena stress tidak mudah mengalami perubahan bentuk yang permanen. e. Mempunyai kekuatan impak tinggi, sehingga tidak mudah patah atau pecah jika terbentur atau terjatuh. f. Mempunyai fatigue strength (ketahanan) yang tinggi, sehingga akrilik dapat dipakai sebagai bahan restorasi yang tahan lama. g. Keras dan memiliki daya tahan yang baik terhadap abrasi. h. Estetis cukup baik, hendaknya transparan atau translusen dan mudah di pigmen. Warna yang diperoleh hendaknya tidak luntur. i. Radio-Opacity, memungkinkan bahan untuk dideteksi dengan sinar-X apabila tertelan. j. Mudah direparasi jika patah. Universitas Sumatera Utara
10
k. Mempunyai densitas rendah untuk memudahkan retensinya di dalam mulut. l. Mudah dibersihkan. 2.3.2 Struktur Resin Akrilik 2.3.2.1 Partikel bahan pengisi Penambahan partikel bahan pengisi kedalam resin matriks secara signifikan meningkatkan sifatnya. Seperti berkurangnya pengerutan karena jumlah resin sedikit, berkurangnya penyerapan air dan ekspansi koefisien panas, dan meningkatkan sifat mekanis seperti kekuatan, kekakuan, kekerasan, dan ketahanan abrasi. Faktor-faktor penting lainnya yang menentukan sifat dan aplikasi klinis komposit adalah jumlah bahan pengisi yang ditambahkan, ukuran partikel dan distribusinya dan kekerasan. 2.3.2.2 Bahan Pengikat Bahan pengikat berfungsi untuk mengikat partikel bahan pengisi dengan resin matriks. Adapun kegunaannya yaitu untuk meningkatkan sifat mekanis dan fisik resin, dan untuk menstabilkan hidrolitik dengan pencegahan air. Ikatan ini akan berkurang ketika komposit menyerap air dari penetrasi bahan pengisi resin. Bahan pengikat yang paling sering digunakan adalah organosilanes (3-metoksi-profil-trimetoksi silane). O OCH 3 ║│ CH2=C–C–O–CH2CH2CH2–Si–OCH 3 ││ CH3 OCH3 Gambar 2.3 Ikatan kimia bahan pengikat resin akrilik polimerisasi panas 3methacryloxypropyltrimethoxysilane. 2.3.3 Polimerisasi Polimerisasi adalah proses penggabungan satu molekul (monomer) menjadi molekul yang berantai panjang (polimer). Polimerisasi dapat terjadi karena panas, cahaya, oksigen, dan zat kimia. Resin akrilik dapat berpolimerisasi oleh karena panas atau cahaya. Polimerisasi merupakan proses yang lama dan sesungguhnya tidak pernah selesai. Polimerisasi pada suhu tinggi menghasilkan berat jenis yang lebih rendah daripada bahan yang dihasilkan polimerisasi pada suhu rendah. Ada dua tipe atau jenis dari
polimerisasi,
yaitu
polimerisasi
adisi
serta
polimerisasi
kondensasi.
Universitas Sumatera Utara
11
Bila molekul sejenis bergabung menjadi ikatan yang lebih panjang, maka disebut polimerisasi adisi. Tipe ini banyak dipakai pada kedokteran gigi, misal: resin akrilik Bila molekul yang berlainan bergabung dan membentuk molekul ketiga yang sama sekali berbeda pada keadaan awal, disebut polimerisasi kondensasi
Polimerisasi sempurna terjadi dalam empat tahap: a. Initiation (permulaan) : tahap pembentukan molekul monomer aktif oleh bahan initiator benzoil peroxide yang dibantu dengan activator (zat kimia, sinar ultraviolet,atau pemanasan). b. Propagation (perambatan) : tahap terbentuknya rantai polimer. c. Termination (perhentian) : tahap pembentukan polimer dimana reaksinya terhenti, yang ditandai dengan pertukaran sebuah atom hidrogen dari satu rantai yang terbentuk pada rantai lain. d. Chain Transfer (transfer rantai) : proses dimana pertumbuhan rantai menjadi aktif kembali untuk pertumbuhan selanjutnya.
2.3.4 Komposisi Resin akrilik polimerisasi panas terdiri dari :
1. Polimer: a. Poli(metil metakrilat) b. Initiator: berupa 0.2 - 0.5% benzoil peroksida c. Pigmen: merkuri sulfit, cadmium sulfit, cadmium selenit, ferric oxide. d. Plasticizer: dibutil pthalat e. Opacifiers: zinc atau titanium oxide f. Serat sintetis/organik : serat nilon atau serat akrilik g. Partikel inorganik, seperti serat kaca, zirkonium silikat.
2. Monomer: a. Metil metakrilat b. Stabilizer terdapat sekitar 0.003 – 0.1% metil ether hydroquinone untuk mencegah terjadinya proses polimerisasi selama penyimpanan. c. Plasticizer: dibutil pthalat Universitas Sumatera Utara
12
d. Bahan untuk memacu ikatan silang (cross-linking agent) seperti etilen glikol dimetakrilat (EGDMA). Bahan ini berpengaruh pada sifat fisik polimer dimana polimer yang memiliki ikatan silang bersifat lebih keras dan tahan terhadap pelarut.
2.3.5 Sifat-Sifat Resin Akrilik Polimerisasi panas Beberapa sifat-sifat resin akrilik polimerisasi panas adalah:
a. Berat molekul Resin akrilik polimerisasi panas memiliki berat molekul polimer yang tinggi yaitu 500.000 – 1.000.000 dan berat molekul monomernya yaitu 100. Berat molekul polimer ini akan bertambah hingga mencapai angka 1.200.000 setelah berpolimerisasi dengan benar. Rantai polimer dihubungkan antara satu dengan lainnya oleh gaya Van der Waals dan ikatan antar rantai molekul. Bahan yang memiliki berat molekul tinggi mempunyai ikatan rantai molekul yang lebih banyak dan mempunyai kekakuan yang besar dibandingkan polimer yang memiliki berat molekul yang lebih rendah.
b. Monomer sisa Monomer sisa berpengaruh pada berat molekul rata-rata. Polimerisasi pada suhu yang terlalu rendah dan dalam waktu singkat menghasilkan monomer sisa lebih tinggi. Monomer sisa yang tinggi berpotensi untuk menyebabkan iritasi jaringan mulut, inflamasi dan alergi, selain itu juga dapat mempengaruhi sifat fisik resin akrilik yang dihasilkan karena monomer sisa akan bertindak sebagai plasticizer yang menyebabkan resin akrilik menjadi fleksibel dan kekuatannya menurun. Pada akrilik yang telah berpolimerisasi secara benar, masih terdapat monomer sisa sebesar 0.2 sampai 0.5%. Proses kuring yang kuat pada temperatur tinggi sangat direkomendasikan untuk mengurangi ketidaknyamanan pasien yang diketahui memiliki riwayat alergi terhadap MMA (Metil Metakrilat).
c. Porositas Porositas dapat memberikan pengaruh yang tidak menguntungkan pada kekuatan resin akrilik. Ada 2 jenis porositas yang dapat kita temukan pada basis gigi tiruan yaitu Universitas Sumatera Utara
13
shrinkage porosity dan gaseous porosity. Shrinkage porosity kelihatan sebagai gelembung yang tidak beraturan bentuk di seluruh permukaan gigi tiruan sedangkan gaseous porosity terlihat berupa gelembung kecil halus yang uniform, biasanya terjadi terutama pada protesa yang tebal dan di bagian yang lebih jauh dari sumber panas.
d. Absorbsi air Resin akrilik polimerisasi panas relatif menyerap air lebih sedikit pada lingkungan yang basah. Nilai absorbsi air oleh resin akrilik yaitu 0.69% mg/cm2. Absorbsi air oleh resin akrilik terjadi akibat proses difusi, dimana molekul air dapat diabsorbsi pada permukaan polimer yang padat dan beberapa lagi dapat menempati posisi di antara rantai polimer. Hal inilah yang menyebabkan rantai polimer mengalami ekspansi. Setiap kenaikan berat akrilik sebesar 1% yang disebabkan oleh absorbsi air menyebabkan terjadinya ekspansi linear sebesar 0.23%. Sebaliknya pengeringan bahan ini akan disertai oleh timbulnya kontraksi. e. Retak Pada permukaan resin akrilik dapat terjadi retak. Hal ini diduga karena adanya tekanan tarik (tensile stress) yang menyebabkan terpisahnya molekul-molekul polimer. Keretakan seperti ini dapat terjadi oleh karena stress mekanik, stress akibat perbedaan ekspansi termis dan kerja bahan pelarut. Adanya crazing (retak kecil) dapat memperlemah gigi tiruan.
f. Ketepatan dimensional Beberapa hal yang dapat mempengaruhi ketepatan dimensional resin akrilik adalah ekspansi mould sewaktu pengisian resin akrilik, ekspansi termal resin akrilik, kontraksi sewaktu polimerisasi, kontraksi termis sewaktu pendinginan dan hilangnya stress yang terjadi sewaktu pemolesan basis gigi tiruan resin akrilik.
g. Kestabilan dimensional Kestabilan dimensional berhubungan dengan absorbsi air oleh resin akrilik. Absorbsi air dapat menyebabkan ekspansi pada resin akrilik. Pada resin akrilik dapat terjadi Universitas Sumatera Utara
14
hilangnya internal stress selama pemakaian gigi tiruan. Pengaruh ini sangat kecil dan secara klinis tidak bermakna.
h. Resisten terhadap asam, basa, dan pelarut organik Resistensi resin akrilik terhadap larutan yang mengandung asam atau basa lemah adalah baik. Penggunaan alkohol dapat menyebabkan retaknya protesa. Ethanol juga berfungsi sebagai plasticizer dan dapat mengurangi temperatur transisi kaca. Oleh karena itu, larutan yang mengandung alkohol sebaiknya tidak digunakan untuk membersihkan protesa.
Resin poli(metal metakrilat) yang digunakan dalam pembuatan elemen gigi tiruan adalah serupa dengan yang digunakan untuk pembuatan basis protesa. Namun, besarnya ikatan silang dalam elemen gigi tiruan adalah lebih besar dibandingkan dengan basis protesa yang terpolimerisasi. Peningkatan ini diperoleh dengan meningkatkan jumlah ikatan silang dalam cairan basis protesa, yaitu monomer. Polimer hasilnya menunjukkan peningkatan stabilitas dan sifat klinis yang disempurnakan. Penggunaan retensi mekanik merupakan cara utama untuk melekatkan elemen gigi tiruan resin pada resin basis protesa yang diaktifkan secara kimia. Ikatan kimia juga dapat digunakan untuk melekatkan resin ini. Cara ini menghasilkan pelunakan resin dan mempermudah ikatan kimia selama polimerisasi basis protesa. Kekuatan ikatan yang dihasilkan adalah serupa dengan yang diperoleh antara elemen gigi protesa dan resin basis protesa yang diaktifkan dengan panas. Selain elemen gigi resin, gigi tiruan juga dapat dibuat dengan menggunakan porselen. Oleh karena itu, perbandingan antara elemen gigi resin diuraikan pula untuk kelengkapan. Elemen gigi resin menunjukkan ketahanan yang lebih besar terhadap fraktur dibandingkan elemen gigi porselen . Akibatnya kecenderungan gigi resin untuk fraktur atau gumpil bila ada benturan kecil, seperti bila protesa jatuh. Selain itu elemen gigi resin lebih mudah disesuaikan dan menunjukkan ketahanan terhadap perubahan termal yang lebih besar. Sebagai perbandingan, elemen gigi porselen menunjukkan kestabilan dimensi yang lebih baik dan ketahanan aus yang tinggi. Sayangnya, elemen gigi
porselen,
khususnya
apabila
permukaan
kontak
dikasarkan,
seringkali
menyebabkan keausan nyata pada email atau permukaan emas gigi lawannya. Oleh Universitas Sumatera Utara
15
karena itu, elemen gigi porselen tidak boleh berantagonis dengan permukaan tersebut, dan bila digunakan, elemen gigi porselen harus dipoles secara berkala untuk mengurangi kerusakan pengikisan. Sebagai catatan, elemen gigi resin dapat berikatan kimia dengan resin basis protesa yang biasa digunakan. Elemen gigi porselen tidak membentuk ikatan kimia dengan resin basis protesa, maka harus ditahan dengan cara lain seperti undercut mekanik dan silanisasi. (Martanto, 1982).
2.4 Karakterisasi Resin Akrilik Polimerisasi Panas Beberapa karakterisasi resin akrilik, antara lain: 1. Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Kekuatan tensil resin akrilik polimerisasi panas berdasarkan ASTM D 638. adalah 55 MPa. Kekuatan tensil yang rendah ini merupakan salah satu kekurangan utama resin akrilik. (Polyzois GL, 1996)
𝜎= dengan
𝐹
(2.1)
𝑙. 𝑡
σ = kekuatan tarik (MPa)
:
F = gaya / beban (N) l = lebar batang uji (mm) t = tebal batang uji (mm)
2. Kekuatan Impak (Impact strength) Kekuatan impak resin akrilik polimerisasi panas adalah 1 kg/cm3. Resin akrilik memiliki kekuatan impak yang relatif rendah dan apabila terjatuh ke permukaan yang keras, maka akan terjadi fraktur. (El Sheikh AM, 2006) Kekuatan impak =
𝐸
𝑏. 𝑑
(2.2)
Universitas Sumatera Utara
16
dengan
:
E = energi (J) b = lebar batang uji (mm) d = tebal batang uji (mm)
3. Kekerasan (Hardness Vickers) Nilai kekerasan resin akrilik polimerisasi panas adalah 20 VHN atau 15 kg/mm2 (ASTM E18 – 20). Nilai kekerasan tersebut menunjukkan bahwa resin akrilik relatif lunak dan mengakibatkan resin akrilik cenderung menipis. (Norman E, 1999) HV = 1,854 dengan
𝐹
𝑑1 . 𝑑2
(2.3)
:
F = Beban (kgf)
:
d1= panjang diagonal 1 (mm)
:
d2= panjang diagonal 2 (mm)
4. Porositas (Porosity) Porositas dinyatakan dalam persen (%) rongga fraksi volume dari suatu rongga yang ada. Besarnya porositas pada suatu material bervariasi mulai dari 0% sampai 90% tergantung dari jenis dan aplikasinya. (ASTM C 373) Porositas terjadi akibat penguapan monomer yang tidak bereaksi serta polimer berberat molekul rendah bila temperatur resin mencapai atau melebihi titik didih bahan tersebut. Hal ini mengakibatkan timbulnya gelembung permukaan dan dibawah permukaan yang dapat mempengaruhi sifat dan kebersihan gigi tiruan. Porositas juga dapat berasal dari pengadukan yang tidak tepat antara komponen bubuk dan cairan dan karena tekanan yang tidak cukup saat polimerisasi. (Craig RG, 2000). 𝑃=
𝑚𝑏− 𝑚𝑜
𝑚𝑏 −(𝑚𝑔 −𝑚𝑘 )
dengan
𝑥100%
(2.4)
: P = porositas (%) m0 = massa awal sampel setelah dikeringkan (g) mb = massa setelah direbus dalam air (g) mg = massa digantung dalam air (g) mk = massa kawat penggantung sampel (g) Universitas Sumatera Utara
17
5. Densitas (density) Densitas merupakan ukuran kepadatan dari suatu material atau sering didefinisikan sebagai perbandingan antara massa dengan volume (MM. Ristic, 1979). Resin akrilik memiliki massa jenis yaitu sekitar 0,9975 g/cm3 (ISO 1183). Hal ini disebabkan resin akrilik terdiri dari kumpulan atom-atom ringan, seperti karbon, oksigen dan hidrogen. (Polat TN, 2003)
dengan
𝜌=
𝑚 𝑉
(2.5) : ρ = densitas (g/cm3) m = massa sampel (gr) V = volume sampel (cm3)
6. Kekuatan Tekan (Compressive strength) Kuat tekan suatu material didefinisikan sebagai kemampuan material dalam menahan beban atau gaya mekanis sampai terjadinya kegagalan (failure). Resin ini memiliki sifat strength yang khas. Compressive strengthnya adalah 75 MPa (ASTM D 638). Secara umum bahan resin ini memiliki strength yang rendah. Efek yang mempengaruhi kekuatan antara lain : komposisi, teknik pemprosesan, absorpsi air. (Norman E, 1999)
dengan
𝑇=
𝐹
(2.6)
𝐴
: T = kuat tekan (MPa) F = beban maksimum (N) A = luas bidang permukaan (mm2)
7. Stabilitas warna Stabilitas warna adalah kemampuan suatu bahan mempertahankan warna atau perubahan sedikit warna dari warna asalnya. Lebih sedikit perubahan yang terjadi pada suatu bahan maka semakin baik pula stabilitas warna bahan tersebut. Warna merupakan salah satu sifat bahan yang cukup penting. Resin akrilik polimerisasi panas menunjukkan stabilitas warna yang baik. (Yulin Lai dkk, 2003) Universitas Sumatera Utara
18
2.5 Serat Kaca Plastik berserat kaca (glass-reinforced plastic – GRP), yang juga dikenal sebagai plastik yang diperkuat oleh serat kaca (glass fiber-reinforced plastic – GFRP), merupakan suatu polimer yang diperkuat. Polimer ini terbuat dari bahan plastik yang diperkuat oleh serat-serat halus yang terbuat dari kaca. Bahan ini juga dikenal dengan nama GFK yang merupakan kepanjangan dari Glasfaserverstärkter Kunststoff, atau yang biasanya lebih akrab dikenal oleh serat kaca yang digunakan dalam proses penguatannya, yang dalam bahasa inggrisnya disebut fiberglass. Serat kaca (fiberglass) adalah serat yang dapat ditambahkan ke dalam resin akrilik untuk memperbaiki sifat fisis dan mekanis resin akrilik. Serat kaca dapat beradhesi dengan matriks polimer didalam resin akrilik sehingga memiliki kekuatan ikatan yang baik dengan resin akrilik, oleh karena itu serat kaca menjadi pilihan untuk ditambahkan ke dalam resin akrilik sebagai bahan penguat. Serat kaca yang akan dipakai biasanya adalah potongan panjang yang akan dipotong menjadi potongan pendek, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.4 Serat kaca bentuk potongan panjang yang akan dipotong menjadi serta kaca potongan pendek. 2.5.1 Sifat Serat kaca Setiap helai serat kaca yang terstruktur memiliki sifat kaku dan kuat dalam proses perengangan dan saat melalui proses kompresi atau pemberian tekanan di sepanjang sumbunya. Walaupun pada umumnya diasumsikan bahwa serat sebenarnya lemah dibawah proses kompresi atau penekanan, sebenarnya asumsi ini lebih didasarkan oleh rasio penampilan dari serat itu sendiri. Dalam artian; oleh karena bentuk serat tersebut tipis dan panjang, maka serat dianggap dapat bengkok dengan mudah. Disisi lain, serat kaca paling tidak kaku dan tidak kuat pada ketebalannya – yaitu, di lintang sumbunya. Universitas Sumatera Utara
19
Oleh karena itu, jika sekumpulan serat dapat diatur arahnya secara permanen sesuai dengan yang diinginkan di dalam suatu material, dan jika serat-serat tersebut dapat dicegah dari pembengkokan saat dalam tekanan, maka material tersebut akan menjadi sangat kuat sesuai dengan arah yang diinginkan untuk diperkuat. Lebih jauh lagi dalam pembahasan ini; dengan menumpuk lebih dari satu lapisan serat satu diatas yang lainnya, kemudian tiap lapisannya diorientasikan dalam berbagai arah yang berbeda sesuai dengan keinginan, faktor kekakuan dan kekuatan dari keseluruhan material dapat dikontrol dengan lebih efisien. Dalam kasus plastik berserat kaca, adalah bahan plastik lah yang akan menampung serat kaca yang terstruktur tersebut sesuai dengan arah yang dipilih oleh desainer produknya. Sementara pada kasus chopped strand mat, dasar pengaturan arahnya terletak pada 2 lempengan berbentuk dua dimensi dengan kain tenun atau lapisan yang tanpa pengaturan arah khusus. Dengan demikian, arah dari kekakuan dan kekuatan bahan tersebut akan dapat dikontrol dengan lebih presisi dari dalam lempengan itu sendiri. Komponen dari plastik berserat kaca pada dasarnya terbuat dari konstruksi “kulit” tipis, kadang bagian dalamnya diisi dengan busa struktural, seperti dalam kasus pembuatan papan selancar. Komponennya bisa juga dibuat dengan bentuk yang hampir serampangan tetapi masih didalam batas kerumitan dan toleransi bentuk cetakan yang digunakan untuk memproduksi kulit luar tersebut. Serat kaca mengandung beberapa bahan kimia sebagai komposisinya yaitu : •
SiO2 : 55,2 %
•
Al2O3 : 14,8 %
•
B2O3 : 7,3 %
•
MgO : 3,3 %
•
CaO : 18,7%
•
K2O : 0,2 %
•
Na2O3, Fe2O3, F2: 0,3% (HM. Hyer,1998)
ditambahkan pada resin akrilik dapat mempengaruhi kekuatan resin akrilik. Stipho, dkk (1998) menyimpulkan bahwa penambahan serat kaca pada bahan basis gigi tiruan sebesar 1% dapat meningkatkan kekuatan transversal basis gigitiruan tetapi bila konsentrasi yang diberikan lebih dari 1% dapat melemahkan kekuatan transversal basis gigi tiruan.
Universitas Sumatera Utara
20
Pemakaian serat kaca berbentuk potongan kecil telah banyak dilakukan dalam beberapa penelitian. Kelebihan serat kaca berbentuk potongan kecil yaitu lebih praktis dan lebih tersebar merata pada resin akrilik (Uzun G,1999 ; Lee dkk 2001). Lee, dkk (2007) menyatakan bahwa serat kaca berbentuk potongan kecil berukuran 3 mm yang ditambahkan pada bahan basis gigitiruan resin akrilik dapat meningkatkan kekuatan transversal. Serat kaca berbentuk potongan kecil 2% yang ditambahkan pada bahan basis gigi tiruan dapat meningkatkan kekuatan impak dan menurunkan kekuatan transversal (IH Tacir dkk, 2006).
Penambahan serat kaca ke dalam resin akrilik dapat menimbulkan kesulitan dalam penyatuan serat kaca ke dalam matriks polimer, tetapi masalah ini dapat diatasi dengan mengubah viskositas campuran antara resin akrilik dan serat kaca dengan cara merendam serat kaca yang akan digunakan ke dalam sejumlah monomer selama beberapa menit lalu ditiriskan sehingga serat kaca lebih mudah meresap ke dalam resin akrilik.(Soekartono , 2005 ; IH Tacir dkk, 2006).
Universitas Sumatera Utara
6
Universitas Sumatera Utara
21
Universitas Sumatera Utara
