40
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratoris.
3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian
3.2.1 Sampel Penelitian
Sampel pada penelitian ini menggunakan resin akrilik polimerisasi panas RAPP. Ukuran model induk dari logam yang akan digunakan adalah:
1. Uji kekuatan impak dengan ukuran 80 mm x 10 mm x 4 mm International
Standards Organization 179 – 1:2000.
45
Gambar 7. Bentuk dan ukuran sampel untuk uji kekuatan impak
2. Uji kekuatan transversal dengan ukuran 65 mm x 10 mm x 2,5 mm
International Standards Organization No. 1567 .
45
Gambar 8. Bentuk dan ukuran sampel untuk uji kekuatan transversal
Universitas Sumatera Utara
41
3.2.2 Besar Sampel Penelitian
Pada penelitian ini besar sampel minimal diestimasi berdasarkan rumus sebagai berikut:
46
t – 1 r – 1 ≥ 15
Keterangan : t = jumlah perlakuan
r = jumlah ulangan Dalam penelitian ini akan digunakan t = 3 karena jumlah perlakuan sebanyak
tiga perlakuan yaitu RAPP yang direndam dalam kopi, teh, dan kontrol akuades. Jumlah sampel r setiap kelompok dapat ditentukan sebagai berikut:
t – 1 r – 1 ≥ 15
3 – 1 r – 1 ≥ 15
2 r
– 1
≥ 15 r
– 1
≥ 7,5 r
≥ 8,5 ≈ 9 sampel Jumlah sampel untuk masing-masing kelompok adalah sebanyak 9 buah
sampel. Maka total sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebanyak 54 buah sampel 6 kelompok, yang terdiri atas tiga kelompok sampel untuk uji kekuatan
impak dan tiga kelompok sampel untuk uji kekuatan transversal.
3.3 Variabel Penelitian
3.3.1 Klasifikasi Variabel
3.3.1.1 Variabel Bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah: a
Bahan basis gigitiruan RAPP yang direndam dalam akuades kontrol. b
Bahan basis gigitiruan RAPP yang direndam dalam larutan kopi c
Bahan basis gigitiruan RAPP yang direndam dalam larutan teh
Universitas Sumatera Utara
42
3.3.1.2 Variabel Terikat
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah: a
Kekuatan impak
b Kekuatan transversal
3.3.1.3 Variabel Terkendali
Variabel terkendali dalam penelitian ini adalah: a
Ukuran sampel b
Perbandingan adonan gips keras c
Waktu pengadukan gips d
Perbandingan adonan RAPP e
Teknik pengepresan f
Suhu dan waktu proses kuring g
Suhu dan waktu perendaman sampel h
Jenis kopi dan teh i
Pembuatan larutan kopi dan teh j
Suhu dan waktu perendaman sampel saat perlakuan
3.3.2 Definisi Operasional
Variabel Bebas Definisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Resin akrilik polimerisasi
panas RAPP a. Akuades
b. Kopi c. Teh
Bahan yang terdiri atas bubuk dan cairan yang setelah pencampuran dan pemanasan
membentuk suatu bahan padat yang kaku, yang kemudian direndam dalam :
a. Akuades
b. Kopi
c. Teh
- -
Universitas Sumatera Utara
43
Variabel Terikat Definisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Kekuatan impak
Besar energi yang diserap oleh suatu batang uji ketika batang uji
tersebut patah oleh tekanan yang tiba-tiba.
Jmm
2
Skala rasio
Amslerotto Walpret Werke
GMBH, Germany
Kekuatan transversal
Ketahanan suatu batang uji yang ditumpu pada kedua ujungnya dan
diberikan beban hingga sampel menjadi patah.
kgcm
2
Skala rasio
Autograph Shimadzu AG-
10 TE Universal Testing
Machine, Japan
Variabel Terkendali
Definisi Operasional Skala
Ukur Alat Ukur
Ukuran sampel a.
80 mm x 10 mm x 4 mm untuk uji kekuatan impak.
b. 65 mm x 10 mm x 2,5 mm
untuk uji kekuatan transversal. - Penggaris
besi
Perbandingan adonan gips keras
dan air Perbandingan jumlah gips keras
dan air yang digunakan untuk menanam sampel dalam kuvet,
yaitu 300 gram gips keras : 90 ml air.
- Gelas ukur dan
wadah air
Waktu pengadukan gips
Waktu yang diperlukan untuk mengaduk gips dengan
menggunakan spatula. yaitu selama 30 detik.
- Stopwatch
Perbandingan adonan RAPP
Perbandingan jumlah monomer : air yang digunakan pada penelitian
- Sendok takar
dan wadah air
Universitas Sumatera Utara
44
ini yaitu 2 : 1 = 3 gram : 1,5 ml. Tekanan
pengepresan Tekanan yang digunakan untuk
mengepres kuvet yang telah berisi RAPP yaitu 1000 psi untuk
pengepresan pertama dan 2200 psi untuk pengepresan kedua.
- -
Suhu dan waktu kuring
Suhu dan waktu yang diperlukan untuk polimerisasi RAPP, yaitu
pada suhu 70°C selama 90 menit, kemudian ditingkatkan menjadi
suhu 100°C selama 30 menit lalu kuvet dibiarkan dingin pada suhu
kamar.
39
- -
Suhu dan waktu perendaman
sampel Suhu dan waktu yang digunakan
untuk merendam sampel dalam akuades pada suhu 37°C selama 2
hari. Hal ini bertujuan untuk mengurangi monomer sisa yang
ada pada RAPP. - -
Jenis kopi dan teh a. Kopi robusta
b. Teh hitam
- -
Pembuatan larutan kopi dan teh
Pembuatan larutan kopi dan teh ini diolah sesuai dengan petunjuk
pabrik. a.
Pembuatan larutan kopi dilakukan dengan melarutkan 2
gram kopi dalam 150 ml air panas 85°C.
b. Pembuatan larutan teh
- Gelas ukur
Universitas Sumatera Utara
45
dilakukan dengan melarutkan 2 gram teh celup dalam 200 ml
air panas 100°C. Suhu dan waktu
perendaman sampel saat
perlakuan Suhu dan waktu perendaman
sampel saat perlakuan adalah suhu dan waktu perendaman sampel
dalam minuman kopi, teh, dan akuades. Pengaturan suhu
menggunakan inkubator. a.
Suhu perendaman 37°C yaitu sesuai dengan kondisi rongga
mulut. b.
Waktu perendaman yang digunakan berdasarkan
konsumsi minuman sehari-hari yang dikalkulasi sebagai
berikut:
28
1 2 hari sama dengan 1 tahun
penggunaan 2
Banyaknya minum teh dan kopi diasumsikan 2 kali
sehari dan 4 menit setiap kali minum
3 Setahun 365 hari = 365 x
8 menit = 2920 menit 4
Sehari 24 jam x 60 = 1440 menit
5 2920 : 1440 = 2 hari
- -
Universitas Sumatera Utara
46
3.4 Tempat dan Waktu Penelitian
3.4.1 Tempat Pembuatan Sampel
1. Unit UJI Laboratorium Dental FKG USU.
2.
Laboratorium Prostodonsia FKG USU.
3.4.2 Tempat Pengujian Sampel
1.
Laboratorium Penelitian FMIPA USU.
2.
Laboratorium Penelitian Biomaterial UM
3.4.3 Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan September – Desember 2013.
3.5 Alat dan Bahan Penelitian
3.5.1 Alat Penelitian
3.5.1.1 Alat yang Digunakan Untuk Menghasilkan Sampel
a Model induk dari logam dengan ukuran 80 mm x 10 mm x 4 mm untuk uji
kekuatan impak dan 65 mm x 10 mm x 2,5 mm untuk uji kekuatan transversal
b
Kuvet besar untuk menanam model Smic, China
c Rubber bowl dan spatula
d Timbangan digital Sartorius AG Gottingen, Germany
e Gelas beker
f Pot porselen
g Spatula semen untuk mengaduk resin akrilik
h Pipet tetes
i Vibrator Filli Manfredi Pulsar – 2, Italia
j Press hidrolik OL 57 Manfredi, Italia
k Unit Kuring Filli Manfredi, Italia
Universitas Sumatera Utara
47
l Lekron Smic, China
m Mata bur fraser
n Mandril
o Penggaris besi
p Inkubator
3.5.1.2 Alat yang Digunakan Untuk Menguji Sampel
a Alat uji kekuatan impak Amslerotto Walpret Werke GMBH, Germany
b Alat uji kekuatan transversal Autograph Shimadzu AG-10 TE Universal
Testing Machine, Japan
3.5.2 Bahan Penelitian
a Resin Akrilik Polimerisasi Panas QC 20, China
b Cold Mould Seal QC 20, England
c Gips keras Moldano, Germany
d Vaselin
e Plastik Selopan
f Kertas pasir waterproof no. 600
g Akuades
h Kopi Robusta Nescafe Classic
i Teh hitam Sosro
3.6 Cara Penelitian
3.6.1 Pembuatan Model Induk
Model induk dibuat dari logam stainless steel dengan ukuran 80 mm x 10 mm x 4 mm untuk uji kekuatan impak dan 65 mm x 10 mm x 2,5 mm untuk uji kekuatan
transversal. Model induk digunakan untuk mendapatkan mold sampel RAPP.
Universitas Sumatera Utara
48
Gambar 9. Model induk dari stainless steel untuk uji impak
Gambar 10. Model induk dari stainless steel untuk uji transversal
3.6.2 Pembuatan Sampel
3.6.2.1 Pembuatan Sampel untuk Uji Kekuatan Impak
Model induk untuk uji kekuatan impak berukuran 80 mm x 10 mm x 4 mm. 1.
Pembuatan Mold a
Gips keras dicampur dengan air dengan perbandingan 300 gram gips keras : 90 ml air untuk pengisian kuvet bawah dan diaduk dengan menggunakan
spatula selama 30 detik sampai adonan tercampur homogen. b
Adonan gips keras dituang ke dalam kuvet bawah yang telah diletakkan di atas vibrator dimana kuvet bawah sebelumnya sudah diolesi vaselin.
c Gips keras dibiarkan beberapa menit.
d Model induk dibenamkan setinggi permukaan adonan gips keras dalam
kuvet bawah, satu kuvet berisi 3 buah model induk. e
Gips keras dirapikan dan didiamkan sampai mengeras selama 60 menit.
f Permukaan gips keras, model induk dan kuvet atas diolesi vaselin, lalu
kuvet atas disatukan dengan kuvet bawah dan diletakkan di atas vibrator lalu diisi
Universitas Sumatera Utara
49
dengan adonan gips keras yang telah diaduk hingga homogen dengan perbandingan 300 gram gips keras : 90 ml air.
g Diamkan selama 60 menit hingga gips mengeras, lalu kuvet dibuka
dan model induk diangkat dengan menggunakan lekron. h
Kemudian mold disiram dengan air panas untuk membuang sisa vaselin hingga bersih.
i Setelah kering, permukaan gips keras pada kuvet bawah dan kuvet atas
diolesi dengan cold mould seal, kemudian dibiarkan selama 20 menit.
Gambar 11. Vibrator Filli Manfredi Pulsar – 2, Italia
Gambar 12. Model induk yang telah dibenamkan dalam gips tipe III gips stone, Korea
Universitas Sumatera Utara
50
Gambar 13. Mold yang dihasilkan
B. Pengisian Resin Akrilik pada Mold a
Monomer dituang ke dalam pot porselen dan polimer dimasukkan dengan perbandingan polimer : monomer sebesar 3 gr : 1,5 ml untuk pengisian 3
mold, lalu diaduk perlahan-lahan dengan menggunakan spatula semen sampai polimer dan monomer tercampur dengan baik.
b Setelah adonan mencapai dough stage, adonan dimasukkan ke dalam
mold yang berada pada kuvet bawah. c
Plastik selopan diletakkan diantara kuvet atas dan kuvet bawah, kemudian kuvet ditutup dan ditekan dengan menggunakan press hidrolik dengan
tekanan 1000 psi. d
Kuvet dibuka lalu kelebihan akrilik dipotong, lalu kuvet ditutup kembali.
e Dilakukan penekanan dengan tekanan 2200 psi, prosedur diulang, lalu
baut dipasang untuk mempertahankan kuvet atas dan bawah agar dapat beradaptasi dengan baik, kemudian dibiarkan selama 15 menit.
C. Kuring Kuvet dimasukkan ke dalam waterbath. Pada tahap pertama, diatur suhu
70°C dan dibiarkan selama 90 menit. Selanjutnya suhu dinaikkan menjadi 100°C dan
Universitas Sumatera Utara
51
dibiarkan selama 30 menit. Kemudian kuvet dibiarkan dingin hingga mencapai suhu kamar.
Gambar 14. Pres hidrolik OL 57 Manfredi, Italia
Gambar 15. Unit Kuring Filli Manfredi, Italia
Universitas Sumatera Utara
52
D. Penyelesaian
Sampel dikeluarkan dari kuvet, lalu kelebihan akrilik dibuang dan dirapikan untuk menghilangkan bagian yang tajam dengan menggunakan bur fraser
dan sampel dihaluskan dengan kertas pasir waterproof no. 600.
Gambar 16. Sampel yang telah dihaluskan dengan kertas pasir Atlas no.600
3.6.2.2 Pembuatan Sampel untuk Uji Kekuatan Transversal
Prosedur pembuatan sampel untuk uji kekuatan transversal sama dengan prosedur pembuatan sampel untuk uji kekuatan impak, yang berbeda adalah ukuran
sampel yang digunakan, yaitu 65 mm x 10 mm x 2,5 mm. Setelah selesai, masing- masing sampel diberi garis tengah dan diberi nomor pada kedua ujungnya.
3.6.3 Perendaman Sampel pada Bahan Minuman
a Sampel dibagi menjadi 6 kelompok, yaitu:
1. Uji Kekuatan Impak
- Sampel yang direndam dalam akuades A
- Sampel yang direndam dalam larutan kopi B
- Sampel yang direndam dalam larutan teh C
2. Uji Kekuatan Transversal
- Sampel yang direndam dalam akuades D
Universitas Sumatera Utara
53
- Sampel yang direndam dalam larutan kopi E
- Sampel yang direndam dalam larutan teh F
b Sampel direndam dalam air akuades selama 2 hari pada suhu 37ºC
sebelum dilakukan penelitian untuk mengurangi monomer sisa. Air akuades ditukar setiap pagi.
c Pada hari ke 3 dimulai penelitian dengan cara merendam sampel selama 2
hari pada suhu 37°C dalam akuades, kopi, dan teh sesuai kelompok masing-masing. d
Setelah itu sampel dikeluarkan dan dibiarkan sampai kering, lalu dilakukan pengujian kekuatan impak untuk kelompok A, B, C dan pengujian kekuatan
transversal untuk kelompok D, E, F.
3.6.4 Pengukuran Kekuatan Impak
Pengukuran kekuatan impak dilakukan dengan menggunakan Amslerotto Walpret Werke GMBH, Germany.
Cara pengukuran :
10
1. Sampel diletakkan pada posisi horizontal dan bertumpu pada kedua ujung
alat penguji.
2. Lengan pemukul dikunci.
3. Kunci lengan pemukul dilepaskan sehingga pemukul membentur sampel
pada bagian tengahnya hingga terjadi fraktur.
4.
Catat nilai yang terlihat pada alat pengukur kekuatan impak.
Kekuatan impak dihitung dengan rumus berikut:
Keterangan: E
= energi
joule b = lebar sampel mm
d = ketebalan sampel mm
Universitas Sumatera Utara
54
Gambar 17.
3.6.5 Pengukuran Kekuatan Transversal
Pengukuran kekuatan transversal dilakukan dengan menggunakan Autograph Shimadzu AG-10 TE Universal Testing Machine, Japan.
Cara pengukuran:
42
1. Sampel diletakkan di tengah-tengah alat penguji.
2. Jarak antar kedua batang pendukung 50 mm.
3. Sampel diberi tekanan sampai terjadi fraktur.
4. Catat nilai yang terlihat pada monitor alat pengukur kekuatan transversal.
Kekuatan transversal dihitung dengan rumus berikut:
Keterangan : S = kekuatan transversal kgcm
2
I = jarak antar beban pendukung cm Alat uji kekuatan impak
Amslerotto Walpret Werke GMBH, Germany
Universitas Sumatera Utara
55
P =
beban kg
b = lebar sampel batang uji cm d = tebal sampelbatang uji cm
Gambar 18. Alat uji kekuatan transversal Autograph Shimadzu AG-10 TE Universal Testing
Machine, Japan
Universitas Sumatera Utara
56
Gambar 19. Alat uji kekuatan transversal menekan tepat pada bagian tengah sampel
3.7 Analisis Data
Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1.
Analisa univarian untuk mengetahui rata-rata kekuatan impak dan transversal pada masing-masing kelompok perlakuan.
2. Uji t independen untuk mengetahui pengaruh perendaman bahan basis
gigitiruan RAPP dalam larutan kopi dan teh terhadap kekuatan impak dan transversal.
Universitas Sumatera Utara
57
Pembuatan mould dalam kuvet Pengisian resin akrilik pada mould
Kuvet ditekan dengan press hidrolik dengan tekanan 1000 psi. Kemudian dilakukan penekanan kedua dengan
tekanan 2200 psi lalu ditunggu hingga 15 menit Kuvet dimasukkan dalam waterbath untuk proses kuring. Suhu diatur 70°C dan
dibiarkan selama 90 menit, lalu suhu dinaikkan menjadi 100°C selama 30 menit. Kemudian kuvet dibiarkan dingin hingga mencapai suhu kamar
Penyelesaian akhir dengan menggunakan bur fraser dan kertas pasir no. 600 Sampel direndam dalam akuades selama 2 hari pada suhu 37ºC
Sampel uji kekuatan impak Sampel uji kekuatan transversal
Akuades A Kopi B
Teh C Akuades D
Kopi E Teh F
Uji kekuatan impak Amslerotto Walpret Werke GMBH,
Germany Uji kekuatan transversal Autograph
Shidmazu AG-10 TE Universal Testing Machine Japan
Pengumpulan Data Analisis Data
Hasil Sampel direndam pada masing-
masing perlakuan selama 2 hari pada suhu 37ºC
Sampel direndam pada masing- masing perlakuan selama 2 hari
pada suhu 37ºC Pembuatan model induk dari logam
3.8 Kerangka Operasional
Universitas Sumatera Utara
58
BAB 4 HASIL PENELITIAN
4.1 Kekuatan Impak dan Transversal Basis Gigitiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas yang Direndam dalam Akuades, Larutan Kopi,
dan Larutan Teh.
Kekuatan impak didapatkan dengan cara pengujian energi impak dengan menggunakan alat Amslerotto Walpret Werke GMBH Germany. Pada tabel 1, dapat
dilihat kekuatan impak terkecil resin akrilik polimerisasi panas yang direndam dalam akuades yang merupakan kelompok kontrol kelompok A adalah 6,75 x 10
-3
Jmm
2
, terbesar adalah 9,25 x 10
-3
Jmm
2
, serta rerata ± SD adalah 7,89 x 10
-3
Jmm
2
± 0,94 x 10
-3
Jmm
2
. Kekuatan impak terkecil resin akrilik polimerisasi panas yang direndam dalam larutan kopi kelompok B adalah 5 x 10
-3
Jmm
2
, terbesar adalah 8,5 x 10
-3
Jmm
2
, serta rerata ± SD adalah 6,75 x 10
-3
Jmm
2
± 1,28 x 10
-3
Jmm
2
. Kekuatan impak terkecil resin akrilik polimerisasi panas yang direndam dalam larutan teh
kelompok C adalah 4,75 x 10
-3
Jmm
2
, terbesar adalah 8 x 10
-3
Jmm
2
, serta rerata ± SD adalah 6,47 x 10
-3
Jmm
2
± 1,13 x 10
-3
Jmm
2
. Tabel 1. Kekuatan Impak Basis Gigitiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas yang
Direndam dalam Akuades Kontrol, Larutan Kopi, dan Larutan Teh.
No. Kekuatan Impak KI x10
-3
Jmm
2
Kelompok A Akuades Kelompok B Kopi
Kelompok C Teh Energi J
KI Energi J
KI Energi J
KI 1 0.28
7 0.34 8.5 0.31 7.75
2 0.3 7.5 0.25 6.25 0.32 8
3 0.37 9.25 0.21 5.25 0.23 5.75 4 0.36
9 0.31 7.75 0.25 6.25
5 0.33 8.25 0.27 6.75
0.3 7.5
6 0.29 7.25 0.23 5.75 0.27 6.75
7 0.29 7.25 0.33 8.25 0.19 4.75
8 0.27 6.75 0.2 5
0.25 6.25 9 0.35
8.75 0.29 7.25 0.21 5.25 x
SD = 7.89 0.94 x
SD = 6.75 1.28 x
SD = 6.47 1.13 Keterangan : = Nilai Terkecil
= Nilai Terbesar
Universitas Sumatera Utara