BAB 5 PEMBAHASAN
Rancangan penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimental laboratoris yang bertujuan untuk mengungkapkan pengaruh penambahan nilon murni
pada nilon daur ulang terhadap penyerapan air basis gigi tiruan nilon termoplastik. Penelitian ini menyelidiki kemungkinan adanya pengaruh penambahan nilon murni
pada nilon daur ulang terhadap penyerapan air basis gigi tiruan nilon termoplastik dengan cara memberi perlakuan kepada satu atau lebih kelompok eksperimen
kemudian hasil dari kelompok yang diberi perlakuan tersebut dibandingkan dengan kelompok kontrol kelompok nilon murni.
5.1 Nilai Penyerapan Air pada Nilon Murni, Nilon Daur Ulang, dan Kombinasi 60 Nilon Murni dengan 40 Nilon Daur Ulang
Pada tabel 5 terlihat bahwa nilai penyerapan air yang terkecil pada kelompok A adalah 6,794 µgmm
3
dan nilai penyerapan air yang terbesar adalah 16,985 µgmm
3
. Nilai penyerapan air yang terkecil pada kelompok B adalah 10,191 µgmm
3
dan nilai penyerapan air yang terbesar adalah 23,779 µgmm
3
. Nilai penyerapan air yang terkecil pada kelompok C adalah 10,191 µgmm
3
dan nilai penyerapan air yang terbesar adalah 19,249 µgmm
3
. Dari hasil tersebut didapatkan nilai penyerapan air yang bervariasi pada setiap sampel dalam kelompok A, B, dan C. Hal ini dapat
disebabkan oleh micro porosity yang tidak terlihat pada saat proses injeksi nilon. Micro porosity terbentuk ketika proses injection moulding karena masuknya udara
selama prosedur pemanasan. Porositas yang terbentuk akan menyebabkan daerah yang kosong pada nilon sehingga air akan mengisi daerah tersebut.
11,37
Selain itu, persentase dari nilon daur ulang yang digunakan sebagai sampel pada kelompok B
dan C juga dapat menyebabkan nilai penyerapan air yang bervariasi. Persentase nilon daur ulang pada kelompok B adalah sebesar 100, sementara pada kelompok C
adalah sebesar 40. Perbedaan persentase nilon daur ulang ini yang mempengaruhi
Universitas Sumatera Utara
nilai penyerapan air karena semakin besar persentase nilon daur ulang yang ditambahkan ke dalam nilon murni, nilai penyerapan air akan semakin tinggi.
16
Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya, nilon daur ulang memiliki nilai penyerapan air yang lebih besar karena struktur nilon yang telah
mengalami degradasi, tetapi pada kelompok B terdapat nilai penyerapan air yang lebih kecil dan sama dengan kelompok A. Hal ini dapat disebabkan karena kesulitan
saat memegang dan menekan sampel pada alat rotary grinder ketika pemolesansehingga ukuran sampel menjadi berbeda. Tebal sampel yang bervariasi
akan mempengaruhi nilai penyerapan air pada setiap kelompok sampel walaupun ketebalan tiap sampel masih dalam batas ukuran yang ditentukan 0,5 ± 0,1 mm.
Penyerapan air yang tinggi merupakan kekurangan utama nilon karena dapat mempengaruhi kekuatan, modulus elastisitas, dan kekerasan struktur nilon tersebut.
7
Penyerapan air yang tinggi pada nilon umumnya disebabkan karena adanya ikatan amida pada rantainya yang bersifat hydrophilic. Semakin tinggi ikatan amidanya
maka semakin tinggi nilai penyerapan air yang terjadi. Penyesuaian pada konsentrasi amida akan menciptakan ikatan yang kuat antara atom H dengan kelompok amida
sehingga mengurangi perlekatan molekul air pada nilon.
26
Hal 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 66 karena akan menciptakan ikatan H yang kuat antara kelompok amida sehingga mengurangi
penyerapan air.
9
Selain itu, nilon termoplastik tidak membentuk ikatan cross-link seperti bahan termoset, tetapi nilon memiliki ikatan rantai yang linear. Rantai linear
lebih lemah dibandingkan dengan ikatan cross-link sehingga nilon mudah didegradasi oleh air dan mudah terlarut.
11
Nilai rerata penyerapan air pada kelompok A adalah 11,197 µgmm
3
dengan standar deviasi sebesar 3,019. Nilai rerata penyerapan air pada kelompok B adalah
17,723 µgmm
3
dengan standar deviasi sebesar 5,086. Nilai rerata penyerapan air pada kelompok C adalah 12,078 µgmm
3
dengan standar deviasi sebesar 2,941. Rerata setiap kelompok sampel pada penelitian ini belum melewati batas nilai
penyerapan air pada basis gigi tiruan polimer yaitu 32 µgmm
3
ISO Standard 1567,
Universitas Sumatera Utara
1999. Perbedaan rerata tiap kelompok sampel menunjukkan nilai penyerapan air yang terkecil terdapat pada kelompok A dan nilai penyerapan air yang terbesar
terdapat pada kelompok B. Ini menunjukkan nilai penyerapan air pada kelompok A lebih baik dibandingkan dengan kelompok B dan C.
Hasil penelitian ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh T.Fattahi dkk 2010 yang meneliti struktur antara nilon murni, nilon daur ulang dan nilon
kombinasi. Hasil yang didapat melalui densicalorimetry DSC menunjukkan nilon murni memiliki penyerapan air yang terkecil karena memiliki nilai Tg yang paling
tinggi yaitu 76
o
C, sementara pada nilon kombinasi dengan persentase 25 nilon daur ulang dan 75 nilon murni memiliki Tg sebesar 75,85
o
C, dan nilai Tg yang paling rendah terdapat pada nilon daur ulang yaitu sebesar 67,79
o
C.
16
Tg yang turun pada nilon daur ulang 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.
23
Semakin tinggi kandungan air akan menyebabkan gangguan yang lebih besar pada struktur kimianya dan
menurunkan nilai Tg.
48
5.2 Perbedaan Nilai Penyerapan Air antara Nilon Murni, Nilon Daur Ulang, dan Kombinasi 60 Nilon Murni dengan 40 Nilon Daur Ulang
Berdasarkan data yang diperoleh pada tabel 5 , nilai penyerapan air pada kelompok A yaitu sebesar 11,197 ± 3,019 µgmm
3
, kelompok B 17,723 ± 5,086 µgmm
3
dan kelompok C 12,078 ± 2,941 µgmm
3
. Dari hasil uji ANOVA satu arah pada tabel 6 terlihat bahwa ada perbedaan bermakna minimal pada dua
kelompok karena diperoleh signifikansi p = 0,003 p 0,05. Daur ulang akan mengakibatkan ikatan C-C pada nilon terpotong dan
pemotongan rantai C-C ini akan berdampak pada sifat mekanis dan fisis nilon.Pada penelitian ini, rantai kimia yang terpotong diakibatkan ketika proses pencucian dan
pemanasan pada nilon. Nilon yang menyerap air akan menyebabkan proses hidrolisis sehingga terjadi pemotongan rantai. Hal ini sesuai dengan penelitian Davis RD
Universitas Sumatera Utara
2003 dan Achilias 2012 yang menyatakan rantai kimia terpotong diakibatkan oleh air yang berpenetrasi ke dalam nilon.
17,18,54,55
Nilon yang telah dicuci akan tetap mengikat air walaupun telah dikeringkan. Hal ini sesuai dengan pendapat Dutta 2008 yang menyatakan pemotongan rantai
kimia diakibatkan karena polimer mengikat air dan air akan tetap berikatan dengan rantai kimianya walaupun telah dikeringkan.
55
Di samping itu, proses pemanasan akan menghasilkan uap air sehingga meningkatkan atom H yang berikatan dengan
nilon. Molekul air yaitu H2O memiliki atom H pada unsur kimianya. Atom H akan masuk ke dalam rantai dan berikatan dengan atom C pada nilon sehingga ikatan yang
awalnya panjang yaitu CH2-CH2-CH2 akan terpotong menjadi CH2 dan CH3-CH3 sehingga jumlah CH3 lebih banyak dari CH2.
17,55
Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Soja J dkk 2013 yang meneliti efek yang ditimbulkan dari
mechanical recycling pada nilon sisa. Hasil pada FTIR menunjukkan ratiomethyl CH3 meningkat, sementara methylene CH2 menurun akibat terjadi pemotongan
rantai kimia.
17
Rantai kimia yang terpotong akan menjadi pendek dan menyebabkan ikatan kimianya menjadi tidak teratur. Hal ini akan berpengaruh pada derajat dan
ukuran kristalisasi pada nilon karena semakin kecil derajat kristalisasinya, maka penyerapan air pada nilon semakin tinggi.
16,19,21
Rantai kimia yang pendek juga akan menyebabkan berat molekul nilon menjadi rendah sehingga viskositas nilon menurun.
45
Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh T.Fattahi dkk 2010 yang 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.
16
Begitu juga dengan hasil penelitian Goitisolo dkk 2008 yang menunjukkan viskositas nilon daur ulang menurun akibat berat molekul
yang rendah. Pada penelitiannya, tahapan daur ulang pada nilon dilakukan sebanyak lima kali dan hasil penelitian menunjukkan viskositas pada nilon daur ulang yang
pertama lebih besar dibandingkan dengan daur ulang kedua sampai dengan kelima.
18,22
Menurunnya nilai viskositas menunjukkan penyerapan air pada nilon yang semakin bertambah besar.
45
Universitas Sumatera Utara
Selain menurunkan nilai viskositas, rantai kimia yang terpotong juga akan mendukung mobilitas rantai sehingga meningkatkan kecepatan kristalisasi nilon.
48
Kristalisasi yang terjadi dengan cepat ini akan menghasilkan ukuran dan derajat kristal yang kecil dan tidak sempurna sehingga meningkatkan penyerapan air.
45
Hal ini didukung oleh penelitian oleh Lem P 2012 yang membandingkan derajat
kristalisasi nilon 6 daur ulang dengan nilon 6 murni dan hasil penelitian menunjukkan pembentukan kristal pada nilon 6 daur ulang lebih cepat dibandingkan nilon 6
murni.
48
Pada penelitian ini, nilai rerata penyerapan air pada kelompok B yaitu sebesar 17,723 ± 5,086 µ gmm
3
lebih besar dibandingkan dengan kelompok A sebesar 11,197 ± 3,019 µgmm
3
. Hal ini diakibatkan nilon daur ulang memiliki viskositas yang lebih tinggi dan derajat kristalisasi yang kecil dan tidak sempurna sehingga
penyerapan air pada nilon daur ulang lebih besar.
5.3 Pengaruh Penambahan 60 Nilon Murni pada 40 Nilon Daur Ulang terhadap Penyerapan Air Basis Gigi Tiruan Nilon Termoplastik
Hasil uji LSD Least Significant Different menunjukkan adanya perbedaan yang bermakna antara beberapa kelompok, yaitu kelompok A dengan kelompok B
dengan nilai p = 0,001 p 0,05 dan kelompok C dengan kelompok B dengan nilai p = 0,004 p 0,05, tetapi tidak ada perbedaan antara kelompok A dengan
kelompok C dengan nilai p = 0,629 p 0,05. Dari uji statistik, terlihat pada kelompok C yaitu kelompok nilon kombinasi dengan perbandingan ratio 60 pada
nilon murni dan 40 nilon daur ulang memiliki nilai penyerapan air yang sama baiknya dengan kelompok A yaitu kelompok nilon murni.
Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya, kombinasi nilon murni dengan nilon daur ulang akan menghasilkan struktur nilon yang lebih baik.
18
Ini diakibatkan oleh reaksi chain extension atau pemanjangan rantai kimia ketika nilon murni ditambahkan pada nilon daur ulang.Nilon murni yang bertindak sebagai
chain extenders akan meningkatkan berat molekul dengan melipatgandakan ikatan kimia yang mengalami degradasi ketika proses daur ulang berlangsung sehingga berat
Universitas Sumatera Utara
molekul nilon meningkat.
45,51-53
Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Buccella dkk 2012 yaitu penambahan nilon murni pada nilon daur ulang akan
menghasilkan struktur nilon yang lebih baik. Pada analisis terminal group, terlihat peningkatan berat molekul ketika nilon murni ditambahkan pada nilon daur ulang dan
reaksi kimia terjadi antara chain extender dengan ikatan amida.
52
Analisis rheological test juga menunjukkan viskositas yang meningkat dengan adanya penambahan nilon
murni akibat bertambahnya berat molekul.
52
Hal ini didukung penelitian yang dilakukan oleh
Maspoch 2003 yang membandingkan viskositas pada nilon murni, nilon daur ulang dan nilon kombinasi dengan persentase 50 pada nilon murni dan
50 nilon daur ulang. Hasil yang diperoleh melalui Viscometery menunjukkan viskositas nilon daur ulang adalah sebesar 63
η, sementara pada nilon kombinasi
memiliki viskositas yang lebih baik yaitu sebesar 77 η
.
47
Meningkatnya viskositas
pada nilon menunjukkan penyerapan air yang turun akibat proses chain extension yang terjadi ketika nilon murni ditambahkan pada nilon daur ulang.
45,52
Pada penelitian ini, nilai rerata penyerapan air pada kelompok B adalah sebesar 17,723 ± 5,086 µgmm
3
, lebih besar dibandingkan dengan kelompok C sebesar 12,078 ± 2,941 µ gmm
3
. Berdasarkan hal tersebut, kelompok C memiliki nilai penyerapan air yang lebih baik dibandingkan dengan kelompok B. Hal ini
menunjukkan penambahan 60 nilon murni pada 40 nilon daur ulang akan menghasilkan nilai penyerapan air yang lebih kecil akibat terjadinya reaksi chain
extension pada nilon. Ketika mengkombinasikan nilon murni pada nilon daur ulang,persentase nilon
daur ulang harus di bawah nilon murni.
53
Ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh Maspoch 2003 yang meneliti bahwa persentase nilon daur ulang
harus di bawah 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
Peneliti memilih persentase 60 nilon murni dengan 40 nilon daur ulang dengan harapan dapat
Universitas Sumatera Utara
memanfaatkan lebih banyak nilon sisa dan menghasilkan struktur yang hampir atau sama baiknya dengan nilon murni.
Pada basis gigi tiruan polimer, nilai penyerapan air tidak boleh melewati 32 µgmm
3
ISO Standard 1567, 1999. Pada hasil penelitian ini terlihat bahwa nilai rerata penyerapan air pada kelompok A adalah 11,197 µgmm
3
dengan standar deviasi sebesar 3,019, pada kelompok B adalah 17,723 µgmm
3
dengan standar deviasi sebesar 5,086 dan pada kelompok C adalah 12,078 µgmm
3
dengan standar deviasi sebesar 2,941. Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan
oleh T.Fattahi 2010 dan Maspoch 2003 yaitu nilon murni dan nilon kombinasi memiliki nilai penyerapan air yang lebih baik dibandingkan dengan nilon daur ulang
ditinjau dari nilai Tg, derajat kristalisasi dan viskositas dari nilon. Dari hasil tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa nilai rerata penyerapan air ketiga kelompok sampel
masih di bawah nilai yang telah ditentukan ISO Standard 1567, 1999 sehingga dapat digunakan sebagai basis gigi tiruan nilon termoplastik.
Kelemahan pada penelitian ini adalah kesulitan pada saat pemolesan sampel karena ukuran sampel yang kecil dan tipis. Kesulitan saat memegang dan menekan
sampel agar sampel tetap pada tempatnya pada alat rotary grinder yang berputar dengan kecepatan 500 rpm menyebabkan tebal sampel yang dihasilkan menjadi
bervariasi. Kelemahan lain dari penelitian ini adalah penggunaan gips tipe III yang cenderung patah ketika model induk akan dikeluarkan dari kuvet sehingga mengubah
bentuk sampel yang dihasilkan. Selain itu, adanya kesulitan pada saat pemotongan nilon daur ulang sehingga ukuran dan bentuk yang dihasilkan tidak sesuai dengan
bentuk dan ukuran dari nilon murni.
Universitas Sumatera Utara
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN
Kategori