2.3.3.1 Serat Alami
Serat alami dapat berasal dari hewan, tumbuhan, dan mineral. Contoh serat alami yang berasal dari tumbuhan adalah rami. Contoh serat yang berasal dari hewan
adalah sutera. Contoh serat yang berasal dari mineral adalah asbestos.
29
2.3.3.2 Serat Sintetis
Serat sintetis dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok. Kelompok pertama yaitu serat yang bahan bakunya berasal dari alam namun kemudian mengalami proses
polimerisasi lanjutan. Contohnya adalah asetat. Kelompok kedua yaitu serat yang bahan bakunya dari proses polimerisasi. Contohnya adalah nilon, rayon, polietilen,
dan polipropilen. Kelompok ketiga yaitu serat yang berbahan dasar anorganik. Contohnya adalah serat karbon dan serat kaca.
29,30
2.4 Serat Kaca 2.4.1 Pengertian
Serat kaca merupakan material yang terbuat dari serabut- serabut yang sangat halus dari kaca. Serat kaca adalah serat yang dapat ditambahkan ke dalam resin
akrilik untuk menambah sifat fisis dan mekanis resin akrilik. Bahan ini sering digunakan karena tahan terhadap bahan kimia , kekuatan dan fleksibilitas yang baik,
ringan, dan mudah dimanipulasi.
8,15
2.4.2 Kompisisi
Serat kaca mengandung komposisi sebagai berikut:
9
1. SiO
2
= 53-55 2. Al
2
O
3 =
14-16 3. CaO = 20-24
4. B
2
O
3
= 6-9 5. K
2
O = 0,2 6. MgO = 3,3
7. Na
2
O = 0,3
Komposisi utama serat kaca adalah silikon dioksida SiO
2
yang memiliki sifat kaku sehingga dapat berfungsi sebagai penguat dan digolongkan ke dalam serat
penguat yang dominan karena memiliki sifat mekanis yang baik, tahan terhadap bahan kimia dan memiliki titik leleh yang tinggi.
5,10
2.4.3 Manipulasi
Prasad H, dkk 2011 dalam penelitiannya menggunakan monomer sebagai bahan preimpregnasi serat kaca yang ditambahkan ke dalam resin akrilik polimerisasi
panas menunjukkan adanya peningkatan kekuatan impak pada bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas.
31
Tetapi, penggunaan monomer yang hanya berfungsi untuk membasahi serat kaca belum dapat meningkatkan kekuatan mekanis
resin akrilik polimerisasi panas secara maksimal. Serat kaca memiliki sifat hidrofobik dan sangat sulit menyerap cairan serta memiliki energi permukaan yang rendah. Hal-
hal inilah yang menyebabkan serat kaca sulit menyerap monomer sehingga ketika serat kaca ditambahkan ke dalam resin akrilik polimerisasi panas, tidak terjadi adhesi
yang baik antara permukaan serat kaca dengan matriks polimer. Untuk meningkatkan adhesinya, dapat ditambahkan silane coupling agent pada serat kaca. Silane coupling
agent yang umum digunakan pada serat kaca adalah methacryloxypropyl- trimethoxysilane. Silane coupling agent dapat meningkatkan energi permukaan pada
serat kaca dengan cara berperan sebagai gugus karbon perantara untuk mengikat permukaan serat kaca dengan matriks polimer sehingga adhesi yang terbentuk antara
permukaan serat kaca dengan serat matriks polimer menjadi lebih kuat dan pada akhirnya dapat meningkatkan kekuatan impak dan transversal pada bahan basis
gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas secara maksimal.
31,32
2.4.4 Bentuk Serat Kaca
Serat kaca mempunyai bentuk diantaranya adalah bentuk batang, anyaman, dan potongan kecil.
8
2.4.4.1 Batang
Serat kaca berbentuk batang terbuat dari serat kaca continuous unidirectional yang terdiri atas 1.000-200.000 serabut serat kaca yang diameternya adalah 3-25
µm.
33
Serat kaca berbentuk batang dapat ditambahkan kedalam resin akrilik polimerisasi panas sebagai penguat karena posisi serat yang perpendikular dan
menyebar sepanjang basis gigitiruan sehingga dapat meningkatkan kekuatan basis gigitiruan. Penelitian yang dilakukan oleh Rahamneh A. dkk, 2009 pada resin
akrilik polimerisasi panas yang ditambah serat kaca bentuk batang menunjukkan peningkatan kekuatan impak yang lebih besar dibandingkan serat kaca bentuk
anyaman.
34
Vojvodic D. dkk 2009 pada penelitiannya menyatakan adanya peningkatan kekuatan transversal pada resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah
serat kaca bentuk batang.
35
Penggunaan serat berbentuk batang sebagai penguat mempunyai kerugian yaitu ikatan adhesi antara serat kaca terhadap bahan basis
gigitiruan tidak kuat karena terlihat adanya celah antara serat kaca dengan resin akrilik yang dibuktikan secara mikroskopik.
36
Gambar 1. Serat kaca bentuk batang
2.4.4.2 Anyaman
Serat kaca bentuk anyaman dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas. Peningkatan kekuatan bahan
basis yang diperkuat serat kaca bentuk anyaman bukan disebabkan oleh kekuatan dari serat kaca itu sendiri saja, tetapi berasal dari besarnya kuantitas dan diameter dari
bentuk anyamannya. Kim S.H. dkk 2004 dalam penelitiannya menyatakan adanya peningkatan kekuatan impak pada resin akrilik yang ditambah dengan serat kaca
bentuk anyaman dibandingkan dengan kelompok kontrol.
37
Vojdani M. dkk 2006 menyatakan adanya peningkatan kekuatan transversal pada resin akrilik polimerisasi
panas yang ditambahkan dengan serat kaca bentuk anyaman dibandingkan dengan kelompok kontrol.
11
Serat kaca bentuk anyaman memiliki kekurangan yaitu penempatan ke dalam mold sulit dan kemampuan pembasahan oleh monomer resin
akrilik yang buruk serta serat ini dapat keluar dari permukaan basis gigitiruan resin akrilik dan menyebabkan iritasi pada jaringan mukosa oral.
38
2.4.4.3 Potongan Kecil
Penggunaan serat kaca potongan kecil telah banyak dilakukan dalam beberapa penelitian. Serat kaca bentuk potongan kecil lebih mudah dimanipulasi dan dicampur
ke dalam adonan resin akrilik polimerisasi panas dibandingkan dengan bentuk batang dan anyaman. Selain itu, serat kaca memiliki ikatan adhesi yang baik dengan matriks
polimer. Hal ini dikarenakan serat kaca bentuk potongan kecil lebih mudah menyerap monomer resin akrilik polimerisasi panas. Serat kaca potongan kecil juga dapat
Gambar 2. Serat Kaca bentuk anyaman
tersebar secara merata dalam bahan basis gigitiruan.
5
Berdasarkan penelitian- penelitian sebelumnya, ukuran serat kaca potongan kecil yang ditambahkan ke dalam
resin akrilik polimerisasi panas sebagai penguat adalah 2 mm, 3 mm, 4 mm, 6 mm, dan 8 mm.
8,15
Sitorus Z dan Dahar E 2012 dalam penelitiannya yang menggunakan resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah serat kaca potongan kecil ukuran 4 mm, 6
mm, dan 8 mm menyatakan bahwa terjadi peningkatan kekuatan impak yang signifikan apabila dibandingkan dengan kelompok resin akrilik polimerisasi panas
yang tidak ditambahkan serat kaca. Kekuatan impak terbesar didapat pada serat kaca potongan kecil ukuran 8 mm, tetapi, pada penelitian tersebut, kelompok dengan
penambahan serat kaca ukuran 6 mm menunjukkan kekuatan fisik yang paling optimal apabila dibandingkan dengan kelompok lainnya.
8
Penelitian yang dilakukan oleh Tacir I. dkk 2006 menyatakan terjadi peningkatan kekuatan transversal pada
resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah serat kaca potongan kecil ukuran 5 mm.
39
Gambar 3. Serat kaca bentuk potongan kecil
2.4.5 Mekanisme Peningkatan Kekuatan Impak dan Transversal dengan Penambahan Serat Kaca
Kunci utama peningkatan sifat mekanis bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas adalah ketika beban yang diterima basis gigitiruan resin akrilik
polimerisas panas berhasil disalurkan kepada serat kaca. Beban dapat disalurkan dengan baik dengan adanya adhesi yang baik pula antara permukaan serat kaca
dengan matriks polimer bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas. Dengan berhasilnya beban disalurkan, akan terjadi peningkatan kekuatan impak dan
transversal sehingga basis gigitiruan tidak mudah patah.
5,9,10
Serat kaca memiliki beberapa komposisi yang mempengaruhi kekuatan mekanisnya. Silikon dioksida Si
2
O
3
merupakan komposisi tertinggi pada serat kaca dan memiliki kekuatan yang tinggi. Kekuatan yang tinggi pada silikon dioksida
dikarenakan senyawa ini terbentuk melalui ikatan kovalen yang kuat dan memiliki struktur kimia yang isotropik. Si
2
O
3
dalam serat kaca inilah yang menjadikan serat kaca menjadi kuat dan mampu menerima beban yang disalurkan bahan basis
gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas. Selain Si
2
O
3,
komposisi lain serat kaca adalah boron trioksida B
2
O
3
yang dapat menurunkan sifat CaO yang tidak tahan terhadap air dan asam. Ketika CaO berkontak dengan air, ion O
-
pada CaO digantikan oleh ion H
+
atau OH
-
pada air. Jika hal ini terjadi, ikatan kovalen pada serat kaca akan melemah dan dapat menurunkan kekuatan serat kaca. Ketika konsentrasi CaO
menurun, konsentrasi B
2
O
3
akan meningkat sehingga menghasilkan stabilitas hidrolitik pada permukaan serat kaca sehingga tidak akan terjadi lagi penggantian ion
O
-
dari CaO. Pada akhirnya, boron trioksida menyebabkan serat kaca sangat sedikit menyerap air dan secara tidak langsung juga mengurangi penyerapan air oleh basis
gigitiruan resin resin akrilik polimerisasi panas sehingga kekuatan impak dan transversal dapat meningkat.
5,9,10
2.5 Serat Polipropilen 2.5.1 Pengertian
Serat polipropilen adalah bahan termoplastik, merupakan polimer hidrokarbon yang berstruktur linear. Serat polipropilen pertama kali disintesa oleh G. Natta pada
tahun 1954. Serat polipropilen banyak digunakan sebagai katup jantung buatan.
18
Serat polipropilen juga dapat ditambahkan ke dalam bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas sebagai bahan penguat. Serat polipropilen memiliki
beberapa kelebihan diantaranya memiliki gaya intramolekul yang kuat, kekuatan mekanis yang tinggi, titik lebur yang tinggi, tahan terhadap bahan kimia, tahan abrasi,
elastis, tidak rapuh, estetis, dan penyerapan air yang rendah.
6,17,40,41
Penyerapan air serat polipropilen adalah 0,3 setelah direndam dalam air selama 24 jam, sedangkan
jumlah air yang diserap pada keadaan udara yang lembab adalah hampir nol.
41
Serat polipropilen merupakan serat yang paling ringan di antara semua jenis serat. Gaya
berat serat polipropilen adalah 0.90 – 0.91 gmcm
3
. Serat polipropilen mempunyai permukaan yang lebih lembut dan lebih halus.
6,17,40,41
2.5.2 Komposisi
Serat polipropilen merupakan bahan termoplastik golongan poliolefin dengan rumus kimia C
3
H
6
.
42
Serat polipropilen terbuat dari gas propene yang diperoleh dari penggabungan gas oil, minyak nafta, ethana, dan propana. Dalam proses
polimerisasinya, serat polipropilen dapat ditambahkan dua macam katalis untuk menambah kekuatannya, yaitu katalis Zieggler- Natta yang didapat dari interaksi
titanium klorida dan golongan aluminium alkil seperti trietil aluminium dan katalis metallocenes yang berasal dari zirconium.
17
Gambar 4. Struktur kimia polipropilen
Kategori