Pengaruh Penambahan E-Glass Fiber Terhadap Sifat Mekanis Basis Gigi Tiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas Chapter III VI
Universitas Sumatera Utara
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis dan Desain Penelitian
Jenis penelitian adalah Eksperimental Laboratoris dan desain penelitian
complete randomized design. Eksperimental Laboratoris yaitu kegiatan percobaan
yang bertujuan untuk mengungkapkan suatu gejala atau pengaruh yang timbul akibat
adanya perlakuan tertentu (Budiharto 2008).
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian
3.2.1 Lokasi Pembuatan Sampel
1. Unit UJI Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi USU
2. Departemen IMTKG Fakultas Kedokteran Gigi USU
3.2.2 Lokasi Pengujian Sampel
1. Pengujian sampel kekuatan impak dilakukan di Laboratorium Pusat
Penelitian FMIPA USU
2. Pengujian sampel kekuatan transversal dan modulus elastisitas dilakukan
di Laboratorium Penelitian Fakultas Teknik Kimia USU
3. Pengamatan morfologi permukaan fraktur sampel kekuatan impak,
kekuatan transversal dan modulus elastisitas menggunakan Scanning Electron
Microscope (SEM) dilakukan di Laboratorium Fisika Material Jurusan Fisika
FMIPA Universitas Negeri Medan
41
Universitas Sumatera Utara
42
3.2.3 Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan September 2016
3.3 Sampel dan Besar Sampel Penelitian
3.3.1 Sampel Penelitian
Sampel pada penelitian ini adalah bahan basis resin akrilik polimerisasi panas
tanpa penambahan E-glass fiber sebagai kelompok kontrol dan resin akrilik
polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber potongan kecil ukuran 3mm
dengan konsentrasi 1% dan 1,5%. Ukuran model induk dari logam yang digunakan
untuk pembuatan sampel pada penelitian ini adalah:
1. Pengujian kekuatan impak: 50mm x 6mm x 4mm (ISO 1567) (Gambar 3.1);
2. Pengujian kekuatan transversal dan modulus elastisitas: 65mm x 10mm x 2,5mm
(ADA Spesifikasi No. 12) (Gambar 3.2).
4 mm
6 mm
50 mm
Gambar 3.1
Ukuran sampel pengujian kekuatan Impak (ISO 1567)
Sumber: Memon dkk. 2001
Universitas Sumatera Utara
43
2,5 mm
10 mm
65 mm
Gambar 3.2
Ukuran sampel pengujian kekuatan transversal dan modulus elastisitas
(ADA Spesifikasi No. 12)
Sumber: Jain dkk. 2013
3.3.2 Besar Sampel Penelitian
Pada penelitian ini jumlah sampel minimal untuk masing-masing kelompok
dihitung berdasarkan rumus (Hanafiah 2005):
( t – 1 ) ( r – 1 ) ≥ 15
Keterangan:
t = Jumlah perlakuan
r = Jumlah ulangan
Pada penelitian ini terdapat tiga perlakuan (t) yaitu resin akrilik polimerisasi
panas tanpa penambahan E-glass fiber, penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5%.
Jumlah ulangan (r) tiap 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
Universitas Sumatera Utara
44
Dari hasil di atas, jumlah sampel minimal untuk masng-masing kelompok
adalah 8,5 sampel, pada penelitian ini ditetapkan jumlah sampel masing-masing
kelompok adalah sebanyak 10 sampel. Maka total sampel yang digunakan untuk 9
kelompok adalah 90 sampel (Tabel 3.1).
Tabel 3.1 Klasifikasi Kelompok Uji
Uji
Kekuatan Impak
Kekuatan Transversal
Modulus Elastisitas
RAPP dan E-glass Fiber
RAPP (kontrol)
RAPP + E-glass Fiber 1%
RAPP + E-glass Fiber 1,5%
RAPP (kontrol)
RAPP + E-glass Fiber 1%
RAPP + E-glass Fiber 1,5%
RAPP (kontrol)
RAPP + E-glass Fiber 1%
RAPP + E-glass Fiber 1,5%
Jumlah Sampel (n) = 10/kelompok
Universitas Sumatera Utara
45
3.4 Variabel Penelitian
3.4.1 Identifikasi Variabel Penelitian
Variabel Bebas
Variabel Terikat
1) Bahan Basis Gigi Tiruan
a. Kekuatan impak basis gigi tiruan
Resin
akrilik
polimerisasi
resin akrilik polimerisasi panas
panas
tanpa
penambahan
b. Kekuatan transversal basis gigi
E-glass fiber
tiruan resin akrilik polimerisasi
2) Bahan Basis Gigi Tiruan
Resin
panas
akrilik
polimerisasi
c. Modulus elastisitas basis gigi
panas dengan
penambahan
tiruan resin akrilik polimerisasi
panas
E-glass fiber 1%
3) Bahan Basis Gigi Tiruan
Resin
akrilik
polimerisasi
Variabel Tidak Terkendali
panas dengan
penambahan
Posisi E-glass fiber pada resin akrilik
E-glass fiber 1,5%
polimerisasi panas
Variabel Terkendali
1. Ukuran sampel
2. Jenis
gips
6. Perbandingan polimer dan monomer
stone
yang
digunakan
3. Perbandingan W:P gips stone
tipe III
4. Waktu pengadukan gips stone
tipe III
5. Jenis resin akrilik polimerisasi
panas
resin akrilik polimerisasi panas
7. Bentuk, ukuran dan jumlah E-glass
fiber
8. Teknik penambahan E-glass fiber
9. Teknik dan tekanan pengepresan
10. Suhu dan waktu kuring
11. Teknik pemolesan
12. Suhu dan waktu perendaman sampel
sebelum pengujian
Universitas Sumatera Utara
46
3.5 Definisi Operasional
Tabel 3.2 Definisi Operasional Variabel Bebas
No
1
Variabel
Bebas
Bahan basis
gigi tiruan
resin akrilik
polimerisasi
panas (RAPP)
2
E-glass fiber
yang
disilanisasi
3
RAPP tanpa
penambahan
E-glass fiber
RAPP dengan
penambahan
E-glass fiber
1% dan 1,5%
4
Defenisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Bahan yang digunakan untuk membuat basis
gigi tiruan terdiri atas polimer dan monomer,
setelah pencampuran dan pemanasan
membentuk suatu bahan padat yang kaku.
Dalam penelitian ini digunakan resin akrilik
polimerisasi panas merek QC-20, England.
E-glass fiber chopped strands (KCR 2 (M)
Cam Elyaf San A.S., Kocaeli, Turkey)
berukuran 3mm. E-glass fiber chopped
strands dicampur dengan silane coupling
agent Gammamethacryloxypropyltrimethoxy
silane (MPS) sebelum ditambahkan pada
bahan basis gigi tiruan RAPP.
RAPP yang tidak ditambahkan E-glass fiber
diproses menjadi basis gigi tiruan dengan
teknik compression molding.
RAPP yang ditambahkan E-glass fiber 1%
(0,045 gr) dan 1,5% (0,0675 gr) diproses
menjadi basis gigi tiruan dengan teknik
compression molding.
-
-
-
-
-
-
-
-
Defenisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Ukuran energi yang diterima sebuah benda
ketika benda tersebut patah akibat suatu
benturan yang terjadi secara tiba-tiba
(J/mm2).
Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan
sampel dengan cara ditekan pada bagian
tengah sampel dalam satuan MPa.
Kekakuan relatif atau rigiditas dari suatu
bahan, yang diukur dengan kemiringan
wilayah elastis dari grafik teganganregangan (MPa).
Rasio
Charpy
Impact Test
Rasio
Universal
Testing
Machine
Universal
Testing
Machine
Tabel 3.3 Definisi Operasional Variabel Terikat
No
1
Variabel
Terikat
Kekuatan
Impak
2
Kekuatan
transversal
3
Modulus
Elastisitas
Rasio
Universitas Sumatera Utara
47
Tabel 3.4 Definisi Operasional Variabel Terkendali
No
1
Variabel
Terkendali
Ukuran
sampel
2
Jenis gips
stone yang
digunakan
3
Perbandingan
P : W gips
stone tipe III
4
Waktu
pengadukan
gips stone tipe
III
Perbandingan
polimer dan
monomer
RAPP
Bentuk,
ukuran dan
jumlah
E-glass fiber
5
6
7
Teknik
penambahan
E-glass fiber
8
Teknik
pengepresan
Defenisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Sampel berbentuk batang, terdiri dari:
Uji kekuatan Impak: 50mm x 6mm x
4mm.
Uji kekuatan transversal dan modulus
elastisitas: 65mm x 10mm x 2,5mm.
Bahan yang digunakan untuk penanaman
model induk dalam pembentukan mold,
yaitu gips stone tipe III dengan merek
dagang Moldano (Heraeus, Germany).
Proses pencampuran gips stone tipe III dan
air yang dilakukan dalam mangkuk karet
dan diaduk dengan spatula. Pengadukan
dilakukan
diatas
vibrator
dengan
perbandingan 300 gr bubuk : 90 ml air
untuk 1 kuvet.
Waktu yang dibutuhkan untuk mengaduk
gips stone tipe III selama 15 detik.
-
Kaliper
digital
-
-
-
Timbangan
digital dan
Gelas ukur
-
Stopwatch
Perbandingan polimer : monomer yang
digunakan adalah 2 : 1 = 3 gr : 1,5 ml
untuk satu buah sampel. Total berat
monomer dan polimer adalah 4,5 gr.
Bentuk E-glass fiber yang digunakan pada
penelitian ini adalah potongan kecil dengan
ukuran 3 mm.
Cara perhitungan berat E-glass fiber:
a) Kelompok tanpa E-glass fiber: RAPP
tanpa penambahan E-glass fiber.
b) Kelompok dengan E-glass fiber 1%:
RAPP dengan penambahan E-glass
fiber 1% (1% x 4,5 gr = 0,045 gr).
c) Kelompok dengan E-glass fiber 1,5%:
RAPP dengan penambahan E-glass
fiber 1,5% (1,5% x 4,5 gr = 0,0675 gr).
E-glass fiber direndam terlebih dahulu ke
dalam cairan silane coupling agent dan
dibiarkan hingga kering selama 40 menit.
Kemudian E-glass fiber dimasukkan ke
dalam oven dengan suhu 115oC selama 1
jam. Selanjutnya ditambahkan polimer dan
monomer dengan perbandingan 2:1 dan
diaduk hingga homogen.
Tekanan
yang
dibutuhkan
untuk
mengepres kuvet, menggunakan pres
hidrolik. Pres I: 1000 psi (5 menit),
kemudian pres II: 2200 psi (30 menit).
-
Timbangan
digital dan
Pipet tetes
-
Timbangan
digital
-
-
-
-
Universitas Sumatera Utara
48
No
9
Variabel
Terkendali
Suhu dan
waktu kuring
10
Teknik
pemolesan
11
Suhu dan
waktu
perendaman
sampel
sebelum
pengujian
Defenisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Proses
kuring
dilakukan
dengan
pemanasan air menggunakan waterbath
yang dipanaskan dari suhu 700C selama 90
menit (fase I) dan dilanjutkan dengan suhu
hingga 1000C selama 30 menit (fase II),
lalu kuvet didinginkan hingga suhu kamar.
Cara pemolesan sampel agar diperoleh
permukaan yang rata, halus dan mengkilat.
Teknik pemolesan yang digunakan pada
penelitian ini adalah teknik pemolesan
mekanis, yaitu dengan cara:
Sampel
pada
seluruh
kelompok
dihaluskan
dengan
kertas
pasir
waterproof ukuran 800, 1000 dan 1200
yang dipasangkan pada rotary grinder
dengan air mengalir masing-masing
selama 3 menit dengan kecepatan 500
rpm.
Kemudian dilanjutkan dengan ScotchBrite brush yang dipasangkan pada
polishing motor dengan kecepatan 500
rpm dan menggunakan coarse pumice
hingga mengkilat.
Sebelum pengujian, sampel dikondisikan
dengan cara direndam dalam aquabides
pada suhu 37o C, selama 2 hari untuk
mensimulasi kondisi rongga mulut agar
sampel menjadi jenuh (ADA Spesifikasi
No. 12 dan 17) (Khalaf 2013).
-
-
-
-
-
Thermometer
dan
Stopwatch
3.6 Alat dan Bahan Penelitian
3.6.1 Alat Penelitian
3.6.1.1 Alat yang Digunakan untuk Menghasilkan Sampel
1) Model induk logam berbentuk batang, yang terdiri dari:
Uji kekuatan Impak: 50mm x 6mm x 4mm
Uji kekuatan transversal dan modulus elastisitas: 65mm x 10mm x
2,5mm
2) Timbangan digital (Sartorius AG Gottingen, Germany) (Gambar 3.3)
Universitas Sumatera Utara
49
Gambar 3.3 Timbangan digital
3) Gelas ukur
4) Rubber bowl dan spatula
5) Vaccum mixer
6) Kuvet untuk menanam model induk (Gambar 3.4)
Gambar 3.4 Kuvet untuk menanam
model induk (Dok)
7) Lekron (Smic, China)
8) Vibrator (Pulsar 2 Filli Manfredi, Italy)
9) Pot akrilik dan penutup
10) Pipet tetes
11) Spatula semen
12) Pres hidrolik (OL 57 Manfredi, Italy)
Universitas Sumatera Utara
50
13) Waterbath (Manfredi, Italy)
14) Portable dental engine (Strong, Korea)
15) Straight handpiece (NSK, Japan)
16) Mata bur fraser
17) Rotary grinder (Metaserv, England)
18) Scotch-brite brush
3.6.1.2 Alat yang Digunakan untuk Menguji Sampel
Alat uji kekuatan impak Charpy Impact Tester (Amslerotto Wolpert Werke
GMBH, Germany) (Gambar 3.5).
Gambar 3.5 Alat uji kekuatan impak Charpy
Impact Tester (Amslerotto Wolpert Werke GMBH,
Germany) (Dok)
Alat uji kekuatan transversal dan modulus elastisitas (Gotech AI-7000M
Servo Control System Universal testing machine, Taiwan) (Gambar 3.6).
Universitas Sumatera Utara
51
Gambar 3.6 Universal
testing
machine
untuk
pengukuran
kekuatan transversal
dan
modulus
elastisitas (Dok)
3.6.2 Bahan Penelitian
a)
Vaselin (Gambar 3.7a)
b)
Gips stone tipe III (Moldano, Heraeus Germany)
c)
Air
d)
Cold mould seal (QC-20, England)
e)
Resin akrilik polimerisasi panas (QC-20, England)
f)
Plastik selopan
g)
Kertas pasir waterproof ukuran 600, 800, 1000, 1200
h)
Silane coupling agent (Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilan/
MPS) (Gambar 3.7b)
i)
E-glass fiber bentuk potongan kecil dengan ukuran 3 mm (Cam Elyaf
San A.S., Kocaeli, Turkey) (Gambar 3.7c)
j)
Aquabides
Universitas Sumatera Utara
52
a
b
c
Gambar 3.7 Vaseline (a); E-glass fiber bentuk potongan kecil
dengan ukuran 3 mm (b); dan Silane coupling
agent (c) (Dok)
3.7 Cara Penelitian
3.7.1 Persiapan Pembuatan Sampel Penelitian
3.7.1.1 Pembuatan Model Induk
Model induk dibuat dari logam
stainless steel berbentuk batang dengan
ukuran yang disesuaikan untuk pengujian kekuatan impak, kekuatan transversal dan
modulus elastisitas (Gambar 3.8).
Gambar 3.8 Model induk dari logam stainless steel untuk
sampel kekuatan impak, kekuatan transversal dan
modulus elastisitas (Dok)
Universitas Sumatera Utara
53
3.7.1.2 Pembuatan Mold
1. Gips stone tipe III dicampur dengan perbandingan P:W 300 gr : 90 ml di
dalam rubber bowl, untuk pengisian kuvet bawah.
2.
Adonan gips stone tipe III diaduk dengan spatula selama 15 detik
dilanjutkan dengan vaccum mixer selama 30 detik.
3. Adonan gips stone tipe III dituang kedalam kuvet bawah yang telah
disiapkan diatas vibrator.
4. Model induk dari logam dibenamkan pada kuvet bawah hingga setengah
tinggi permukaan adonan gips stone tipe III, satu kuvet berisi 3 buah model induk
(Gambar 3.9).
Gambar 3.9 Penanaman model induk
pada kuvet bawah (Dok)
5. Setelah gips stone Tipe III mengeras, dirapikan dan didiamkan selama 60
menit.
6. Setelah kering, permukaan gips stone Tipe III diolesi vaseline dan kuvet
atas disatukan dengan kuvet bawah, kemudian diisi adonan gips stone tipe III dengan
Universitas Sumatera Utara
54
perbandingan 300 gr bubuk : 90 ml air diatas vibrator. Setelah adonan pada kuvet
mengeras, kuvet dibuka dan model induk dikeluarkan dari kuvet.
7. Kuvet atas disatukan dengan kuvet bawah dan kuvet atas diisi adonan gips
stone tipe III dengan perbandingan yang sama untuk pengisian kuvet bawah.
8. Setelah gips stone tipe III mengeras, kuvet dibuka dan model induk
dikeluarkan dari kuvet, kemudian kuvet disiram dengan air panas untuk membuang
sisa vaselin sampai bersih (Gambar 3.10).
Gambar 3.10 Mold yang dihasilkan pada kuvet atas dan bawah (Dok)
9. Setelah kering permukaan gips stone tipe III diolesi cold mould seal, dan
ditunggu selama 20 menit (sesuai petunjuk pabrik).
3.7.1.3 Pembuatan Sampel untuk Pengujian Kekuatan Impak, Kekuatan
Transversal dan Modulus Elastisitas
Sampel yang dibuat terdiri dari tiga kelompok yaitu:
a. Bahan resin akrilik polimerisasi panas tanpa penambahan E-glass fiber
b. Bahan resin akrilik polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber 1%
c. Bahan resin akrilik polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber 1,5%
Universitas Sumatera Utara
55
a) Sampel Resin Akrilik Polimerisasi Panas Tanpa Penambahan E-glass
Fiber (Kelompok Pengujian Kekuatan Impak, Kekuatan Transversal dan Modulus
Elastisitas)
1.
Polimer dicampurkan dengan monomer yang telah disiapkan pada pot
akrilik dengan perbandingan 9 gr bubuk : 4,5 ml cairan (untuk tiga buah sampel) dan
diaduk menggunakan semen spatel dengan perlahan (Gambar 3.11)
Gambar 3.11 Polimer
dan
monomer yang
sudah dicampur
pada pot akrilik
silikon (Dok)
2.
Setelah adonan mencapai dough stage, adonan dimasukkan ke dalam
mold (Gambar 3.12).
Gambar
3.12
Adonan akrilik
dimasukkan ke
dalam
mold
(Dok)
Universitas Sumatera Utara
56
3.
Resin akrilik polimerisasi panas di pres dengan pemberian plastik
selopan sebagai separator pada kuvet atas dan bawah lalu kuvet ditekan dengan pres
hidrolik mencapai 1000 psi, lalu kuvet atas dibuka dan akrilik yang berlebihan
dibersihkan dengan lekron.
4.
Kuvet atas ditutup kembali dan dilakukan pres hidrolik dengan tekanan
2200 psi (Gambar 3.13).
Gambar 3.13 Kuvet dipres dengan
pres hidrolik (OL 57
Manfredi, Italia) (Dok)
5.
Baut kuvet dipasang untuk mempertahankan kuvet atas dan kuvet bawah
supaya beradaptasi dengan baik, lalu dibiarkan selama 30 menit.
Universitas Sumatera Utara
57
b) Sampel Resin Akrilik Polimerisasi Panas Dengan Penambahan E-glass
Fiber (Kelompok Pengujian Kekuatan Impak, Kekuatan Transversal dan Modulus
Elastisitas)
1. E-glass fiber ditimbang sebanyak 1% (0,14 gr untuk tiga buah sampel)
dari total berat resin akrilik polimerisasi panas (Gambar 3.14).
Gambar 3.14 E-glass fiber yang sudah ditimbang (Dok)
2. E-glass fiber dimasukkan dalam cairan silane coupling agent (Gammamethacryloxypropyltrimethoxysilane/MPS) (Gambar 3.15).
Gambar 3.15 Silane coupling agent dan E-glass fiber yang dibasahi silane
coupling agent (Dok)
3. E-glass fiber dikeringkan pada suhu kamar selama 40 menit dan
kemudian dimasukkan ke dalam oven selama 1 jam pada suhu 115 oC sebelum
dimasukkan kedalam resin akrilik polimerisasi panas.
Universitas Sumatera Utara
58
4. E-glass fiber dimasukkan ke dalam bubuk polimer resin akrilik
polimerisasi panas yang telah disiapkan di dalam pot akrilik. Kemudian ditambahkan
cairan monomer dengan perbandingan 9 gr : 4,5 ml (untuk tiga buah sampel) dan
diaduk hingga homogen (Gambar 3.16).
Gambar 3.16
E-glass
fiber
dimasukkan kedalam
bubuk polimer (Dok)
5. Setelah adonan mencapai dough stage kemudian adonan dimasukkan ke
dalam mold.
6. Resin akrilik polimerisasi panas yang ditambahkan E-glass fiber 1%
ditutup dengan plastik selopan sebagai separator kuvet atas dan bawah, kemudian
kuvet atas dipasangkan dan kuvet ditekan perlahan-lahan dengan pres hidrolik
mencapai 1000 psi, lalu kuvet atas dibuka. Akrilik yang berlebih dibuang dengan
menggunakan lekron.
7. Kuvet atas ditutup kembali, kemudian dilakukan penekanan pres kembali
dengan tekanan 2200 psi.
8. Baut kuvet dipasangkan untuk mempertahankan kuvet atas dan kuvet
bawah agar beradaptasi dengan baik kemudian dibiarkan selama 15 menit.
Universitas Sumatera Utara
59
9. Selanjutnya, pengisian akrilik pada mold untuk kelompok dengan
penambahan E-glass fiber 1,5% (sebanyak 0,2 gr untuk tiga buah sampel) dilakukan
dengan prosedur yang sama.
3.7.1.4 Proses Kuring
Proses
kuring
dilakukan
menggunakan
waterbath
(Gambar
3.17),
pengontrolan waktu dan suhu selama kuring yaitu:
1. Pada fase pertama dengan suhu 700C selama 90 menit
2. Pada fase kedua suhu dinaikkan menjadi 1000C dan dijaga tetap konstan,
selama 30 menit.
3. Kuvet dibiarkan hingga mencapai suhu ruang untuk proses pendinginan.
Gambar 3.17 Waterbath (Rost Frei, Germany) (Dok)
3.7.1.5 Proses Penyelesaian
Sampel dikeluarkan dari kuvet, lalu kelebihan akrilik dibuang dan dirapikan
menggunakan bur fraser dan bagian yang masih kasar dihaluskan dengan kertas pasir
waterproof no. 600, 800, 1000 dan 1200 yang dipasangkan pada rotary grinder
(Gambar 3.18a) dengan air mengalir masing-masing selama 3 menit dengan
kecepatan 500 rpm. Untuk mencegah terlepasnya sampel pada saat pemolesan,
Universitas Sumatera Utara
60
sampel diletakkan pada pemegang yang terbuat dari stainless steel. Pemolesan
kemudian dilanjutkan dengan Scotch-Brite brush yang dipasangkan pada polishing
motor dengan kecepatan 500 rpm dan menggunakan coarse pumice hingga mengkilat
(Gambar 3.18b). Setelah sampel dipoles,
sebelum dilakukan pengujian, sampel
dimasukkan dalam aquabides dengan suhu 37oC selama 2 hari (48 jam) di dalam
inkubator, sesuai dengan ADA Spesifikasi No.12 dengan tujuan untuk mensimulasi
kondisi rongga mulut dan agar sampel menjadi jenuh (Khalaf 2013).
a
b
Gambar 3.18 Rotary grinder (a); dan sampel penelitian yang telah di poles (b) (Dok)
3.7.2 Pengukuran Kekuatan Impak
Pengujian kekuatan impak dilakukan dengan alat uji kekuatan impak Charpy
Impact Tester (Amslerotto Wolpert Werke GMBH, Germany). Sampel diberi nomor
pada kedua ujungnya, kemudian ditempatkan dengan posisi horizontal yang
bertumpu pada kedua ujung alat penguji, lalu lengan pemukul pada alat penguji
dikunci, lalu kunci lengan pemukul dilepaskan sehingga membentur sampel hingga
patah. Energi yang tertera pada alat penguji dibaca dan dicatat dan dilakukan
perhitungan kekuatan impak (J/mm2) (Gambar 3.19).
Universitas Sumatera Utara
61
Gambar 3.19 Pengukuran kekuatan impak
dengan Charpy Impact Tester
Sumber: Zhigilei 2010, MSE
2090:
Introduction
to
Material Science
3.7.3 Pengukuran Kekuatan Transversal
Sampel diberi nomor pada masing-masing ujungnya sebelum pengujian,
sehingga potongan fraktur dapat disatukan kembali dan diperiksa setelah pengujian.
Pengukuran kekuatan transversal dilakukan dengan three-point bending test
menggunakan alat Universal Testing Machine (Gotech AI-7000M Servo Control
System Universal testing machine, Taiwan) (Gambar 3.20). Alat ini memiliki
kelajuan tekan 1mm/menit dan jarak antara kedua penyangga sampel adalah 50 mm.
Sebuah load cell 50 kgf di berikan pada bagian tengah sampel hingga terjadi fraktur
(Paranhos dkk. 2008). Energi yang tertera pada alat penguji dibaca dan dicatat dan
dilakukan perhitungan kekuatan transversal (MPa) dengan rumus:
Keterangan:
σ
: Kekuatan transversal (MPa)
Universitas Sumatera Utara
62
: Beban maksimum (N)
: Jar ak antara kedua penyangga (mm)
: Lebar sampel (mm)
: Tebal sampel (mm)
Gambar 3.20 Three point bending test dilakukan pada universal testing
machine untuk pengukuran kekuatan transversal.
Sumber: Gharechahi dkk. 2014
3.7.4 Pengukuran Modulus Elastisitas
Pengukuran modulus elastisitas dilakukan dengan menggunakan alat
Universal Testing Machine (Gotech AI-7000M Servo Control System Universal
testing machine, Taiwan). Pengujian modulus elastisitas ini dilakukan untuk
mengetahui lenturan yang terjadi dari pembebanan yang diberikan. Prosedur yang
dilakukan adalah:
a) Sampel dengan ukuran yang sama dengan uji kekuatan transversal diberi
nomor dan hitung jarak antara penampangnya, atur jarak tumpuan, lalu pasang
sampel pada alat uji dalam posisi horizontal.
b) Letakkan bantalan penekan diatas sampel, lalu pembebanan diberikan
ditengah-tengah jarak tumpuan secara berkelanjutan sampai beban maksimum dan
timbul keretakan (Gambar 3.21).
Universitas Sumatera Utara
63
Gambar 3.21 Three point bending test dilakukan pada universal testing
machine untuk pengukuran modulus elastisitas (Dok).
c) Besarnya defleksi atau lenturan yang terjadi pada saat pengujian dicatat
pada setiap selang beban tertentu.
d) Nilai modulus elastisitas dan kuat lenturnya dihitung berdasarkan beban
maksimum, jarak tumpuan dan penampangnya. Data hasil pengukuran dicatat dalam
formulir penelitian, kemudian ditabulasi untuk dianalisis dengan program komputer.
Selanjutnya dimasukkan kedalam rumus:
Keterangan:
E : Modulus elastisitas (GPa)
S : Stiffnes (N/m)
: Beban maksimum (N)
: Jarak antara kedua pendukung (mm)
: Lebar batang uji (mm)
: Tebal batang uji (mm)
d : Defleksi (mm)
Universitas Sumatera Utara
64
3.7.5 Makrostruktur dan Mikrostruktur Permukaan Fraktur Sampel Kekuatan
Impak, Kekuatan Transversal dan Modulus Elastisitas Basis Gigi Tiruan Resin
Akrilik Polimerisasi Panas Tanpa, dengan Penambahan E-glass fiber 1% dan
1,5%
Pemeriksaan secara visual dilakukan untuk melihat makrostruktur permukaan
fraktur sampel pada kelompok kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas dan sampel kekuatan transversal serta modulus elastisitas basis
gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas. Pada kelompok sampel kekuatan impak
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas terlihat sampel terpisah menjadi dua
bagian dengan bentuk patahan atau kerusakan yang tidak beraturan atau disebut juga
Incomplete Fracture (IF) (Kiilu 2008). Pada pemeriksaan secara visual
makrostruktur sampel kekuatan transversal serta modulus elastisitas basis gigi tiruan
resin akrilik polimerisasi panas terlihat sampel terpisah menjadi dua bagian dengan
bentuk kerusakan atau patahan yang halus dan beraturan atau smooth complete
straight fracture (CSF). Gambaran makroskopis permukaan fraktur juga dapat
menentukan karakteristik atau jenis fraktur yang terjadi yaitu brittle faracture atau
ductile fracture.
Analisis Scanning Electron Micrograph (SEM) permukaan fraktur sampel
kekuatan impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas resin akrilik
polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-Glass Fiber 1% dan 1,5%
dilakukan untuk melihat mikrostruktur permukaan fraktur dari sampel kekuatan
impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas. Melalui analisis SEM dapat
Universitas Sumatera Utara
65
dilihat ada tidaknya porositas atau void pada permukaan fraktur sampel resin akrilik
polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-Glass Fiber 1% dan 1,5%,
impregnasi atau perlekatan dan distribusi E-Glass Fiber pada matriks polimer resin
akrilik polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-Glass Fiber 1% dan 1,5%
dan tekstur permukaan atas (compression side) dan bawah (tension side) dari sampel
resin akrilik polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-Glass Fiber 1% dan
1,5% (Kiilu 2008). Sebelum dilakukan analisis menggunakan SEM (Gambar 3.22),
sampel permukaan fraktur yang akan dianalisis dipotong dan dilakukan coating
(Gambar 3.23, Gambar 3.24)
Gambar 3.22 Scanning Electron Microscope
(SEM) (Carl Zeiss EVO
MA 10) (Dok)
Gambar 3.23 Spin Coating (Sputter Coaters)
(Quarum Q 150R ES) (Dok)
Universitas Sumatera Utara
66
Gambar 3.24
Sampel yang telah dipotong
dan di-coating (Dok)
3.8 Kerangka operasional Penelitian
RAPP Tanpa E-Glass Fiber
Penanaman Model Induk Pada Kuvet Bawah
RAPP Dengan Penambahan E-Glass Fiber
Penimbangan E-Glass Fiber (1% dan 1,5%) dan
Bahan RAPP (4,5 gr)
Pengisian Kuvet Atas
Pencampuran E-Glass Fiber + Silane coupling
agent
Mold
Pemanasan E-Glass Fiber pada Oven (115oC
selama 60 menit)
Penanaman Model Induk Pada Kuvet Bawah
Polimer Dicampur dalam Monomer dan Diaduk
Hingga Mencapai Fase Dough Stage
Pengisian Kuvet Atas
Pengisian Mold dengan RAPP
Mold
Proses Kuring
Polimer + E-Glass Fiber Dicampur dalam
Monomer dan Diaduk Hingga Mencapai Fase
Dough Stage
Pengisian Mold dengan RAPP
Penyelesaian Akhir dan Pemolesan
Proses Kuring
Penyelesaian Akhir dan Pemolesan
Universitas Sumatera Utara
67
Sampel Penelitian (n = 90)
Pengujian Kekuatan Impak
(n = 30)
Sampel
Tanpa
E-Glass
Fiber
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1%
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1,5%
(n = 10)
Pengujian Kekuatan
Transversal (n = 30)
Sampel
Tanpa
E-Glass
Fiber
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1%
(n = 10)
Pengujian Modulus Elastisitas
(n = 30)
Sampel
Tanpa
E-Glass
Fiber
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1,5%
(n = 10)
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1%
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1,5%
(n = 10)
Analisis SEM Permukaan Fraktur
Pengumpulan Data
Analisis Data
Hasil
3.9 Analisis Data
Data dianalisis secara statistik dengan menggunakan:
1. Analisis Univarian untuk mengetahui nilai rata-rata dan standar deviasi
masing-masing kelompok.
2. Uji ANOVA satu arah untuk mengetahui pengaruh penambahan E-glass
fiber 1% dan 1,5% pada basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas terhadap
kekuatan impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas.
3. Uji korelasi Pearson untuk mengetahui hubungan kekuatan impak,
kekuatan tranversal dan modulus elastisitas.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL PENELITIAN
Penelitian dilakukan pada bulan September-Oktober 2016. Pembuatan sampel
penelitian yang berjumlah 90 sampel dilakukan pada Unit Usaha Jasa dan Industri
Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara. Proses
kuring sampel menggunakan waterbath dilakukan pada Departemen Ilmu Material
Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara. Setelah
sampel selesai maka dilanjutkan dengan penghalusan sampel menggunakan rotary
grinder pada Laboratorium Mesin (Uji Material) Politeknik Negeri Medan,
selanjutnya pemolesan sampel dilakukan pada Unit Usaha Jasa dan Industri
Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara. Sampel
yang telah dipoles selanjutnya dibagi menjadi sembilan yaitu kelompok pengujian
kekuatan impak dengan ukuran sampel 50mm x 6mm x 4mm terdiri dari resin akrilik
polimerisasi panas tanpa penambahan E-glass fiber, resin akrilik polimerisasi panas
dengan penambahan E-glass fiber 1%, resin akrilik polimerisasi panas dengan
penambahan E-glass fiber 1,5%. Kelompok pengujian kekuatan transversal dan
modulus elastisitas dengan ukuran sampel 65mm x 10mm x 2,5mm yang terdiri dari
resin akrilik polimerisasi panas tanpa penambahan E-glass fiber, resin akrilik
polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber 1% dan resin akrilik
polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber 1,5%. Pengujian kekuatan
impak dilakukan menggunakan alat Charpy impact tester (Amslerotto Wolpert Werke
68
Universitas Sumatera Utara
69
GMBH, Germany) di Laboratorium Pusat Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Pengujian kekuatan transversal
dilakukan menggunakan alat Universal testing machine (Gotech AI-7000M Servo
Control System Universal testing machine, Taiwan) di Laboratorium Penelitian
Fakultas Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara. Analisis Scanning Electron
Microscope (Carl Zeiss EVO MA 10, Germany) permukaan fraktur sampel kekuatan
impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas dilakukan di Laboratorium Fisika Material Jurusan Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
4.1
Pengaruh Penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap Kekuatan
Impak Basis Gigi Tiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Kekuatan impak diuji dengan memberikan energi impak terhadap sampel
menggunakan alat uji kekuatan impak dan dinyatakan dalam satuan J/mm2. Uji
Kolmogorov-Smirnov digunakan untuk mengetahui apakah sebaran data normal atau
tidak secara analitik, dari data kekuatan impak untuk ketiga kelompok, diperoleh nilai
p=0,911 yang menunjukkan bahwa sebaran data penelitian memenuhi asumsi
normalitas data karena nilai p>0,05.
Pengujian terhadap sampel resin akrilik polimerisasi panas tanpa penambahan
E-glass fiber menunjukkan nilai kekuatan impak terbesar adalah 8,336 x 10-3 J/mm2,
sedangkan nilai terkecil adalah 3,255 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik 4.1) dengan
nilai rerata dan standar deviasi 5,689 ± 1,597 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik 4.2).
Pengujian terhadap sampel resin akrilik polimerisasi panas dengan penambahan
Universitas Sumatera Utara
70
E-glass fiber 1% menunjukkan nilai kekuatan impak terbesar adalah 8,994 x 10-3
J/mm2, sedangkan nilai terkecil adalah 5,455 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik 4.1)
dengan nilai rerata dan standar deviasi 7,221 ± 1,440 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik
4.2). Pengujian terhadap sampel resin akrilik polimerisasi panas dengan penambahan
E-glass fiber 1,5% menunjukkan nilai kekuatan impak terbesar adalah 10,863 x 10-3
J/mm2, sedangkan nilai terkecil adalah 7,469 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik 4.1)
dengan nilai rerata dan standar deviasi 8,691 ± 1,171 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik
4.2).
Tabel 4.1 Nilai kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas tanpa, dengan
penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5%
Kekuatan Impak ( x 10-3 J/mm2)
No. Sampel
Tanpa E-glass fiber
E-glass fiber 1%
E-glass fiber 1,5%
1
8,336**
8,467
7,917
2
4,598
6,344
10,234
3
3,255*
5,758
8,858
4
5,591
8,535
7,689
5
4,349
8,833
7,469*
6
5,164
8,994**
7,695
7
5,699
6,195
10,863**
8
7,991
5,455*
9,575
9
5,139
7,878
8,483
10
6,768
5,755
8,133
5,689 ± 1,597
Keterangan: * : Nilai terkecil
** : Nilai terbesar
7,221 ± 1,440
8,691 ± 1,171
Universitas Sumatera Utara
71
Grafik 4.1 Nilai terbesar dan terkecil kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5%
Grafik 4.2 Nilai rerata kekuatan impak basis gigi tiruan resin
akrilik polimerisasi panas tanpa, dengan
penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5%
Pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap kekuatan impak
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas dianalisis dengan uji ANOVA satu
arah. Berdasarkan hasil uji ANOVA satu arah diperoleh signifikansi p=0,0001
Universitas Sumatera Utara
72
(p
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis dan Desain Penelitian
Jenis penelitian adalah Eksperimental Laboratoris dan desain penelitian
complete randomized design. Eksperimental Laboratoris yaitu kegiatan percobaan
yang bertujuan untuk mengungkapkan suatu gejala atau pengaruh yang timbul akibat
adanya perlakuan tertentu (Budiharto 2008).
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian
3.2.1 Lokasi Pembuatan Sampel
1. Unit UJI Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi USU
2. Departemen IMTKG Fakultas Kedokteran Gigi USU
3.2.2 Lokasi Pengujian Sampel
1. Pengujian sampel kekuatan impak dilakukan di Laboratorium Pusat
Penelitian FMIPA USU
2. Pengujian sampel kekuatan transversal dan modulus elastisitas dilakukan
di Laboratorium Penelitian Fakultas Teknik Kimia USU
3. Pengamatan morfologi permukaan fraktur sampel kekuatan impak,
kekuatan transversal dan modulus elastisitas menggunakan Scanning Electron
Microscope (SEM) dilakukan di Laboratorium Fisika Material Jurusan Fisika
FMIPA Universitas Negeri Medan
41
Universitas Sumatera Utara
42
3.2.3 Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan September 2016
3.3 Sampel dan Besar Sampel Penelitian
3.3.1 Sampel Penelitian
Sampel pada penelitian ini adalah bahan basis resin akrilik polimerisasi panas
tanpa penambahan E-glass fiber sebagai kelompok kontrol dan resin akrilik
polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber potongan kecil ukuran 3mm
dengan konsentrasi 1% dan 1,5%. Ukuran model induk dari logam yang digunakan
untuk pembuatan sampel pada penelitian ini adalah:
1. Pengujian kekuatan impak: 50mm x 6mm x 4mm (ISO 1567) (Gambar 3.1);
2. Pengujian kekuatan transversal dan modulus elastisitas: 65mm x 10mm x 2,5mm
(ADA Spesifikasi No. 12) (Gambar 3.2).
4 mm
6 mm
50 mm
Gambar 3.1
Ukuran sampel pengujian kekuatan Impak (ISO 1567)
Sumber: Memon dkk. 2001
Universitas Sumatera Utara
43
2,5 mm
10 mm
65 mm
Gambar 3.2
Ukuran sampel pengujian kekuatan transversal dan modulus elastisitas
(ADA Spesifikasi No. 12)
Sumber: Jain dkk. 2013
3.3.2 Besar Sampel Penelitian
Pada penelitian ini jumlah sampel minimal untuk masing-masing kelompok
dihitung berdasarkan rumus (Hanafiah 2005):
( t – 1 ) ( r – 1 ) ≥ 15
Keterangan:
t = Jumlah perlakuan
r = Jumlah ulangan
Pada penelitian ini terdapat tiga perlakuan (t) yaitu resin akrilik polimerisasi
panas tanpa penambahan E-glass fiber, penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5%.
Jumlah ulangan (r) tiap 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
Universitas Sumatera Utara
44
Dari hasil di atas, jumlah sampel minimal untuk masng-masing kelompok
adalah 8,5 sampel, pada penelitian ini ditetapkan jumlah sampel masing-masing
kelompok adalah sebanyak 10 sampel. Maka total sampel yang digunakan untuk 9
kelompok adalah 90 sampel (Tabel 3.1).
Tabel 3.1 Klasifikasi Kelompok Uji
Uji
Kekuatan Impak
Kekuatan Transversal
Modulus Elastisitas
RAPP dan E-glass Fiber
RAPP (kontrol)
RAPP + E-glass Fiber 1%
RAPP + E-glass Fiber 1,5%
RAPP (kontrol)
RAPP + E-glass Fiber 1%
RAPP + E-glass Fiber 1,5%
RAPP (kontrol)
RAPP + E-glass Fiber 1%
RAPP + E-glass Fiber 1,5%
Jumlah Sampel (n) = 10/kelompok
Universitas Sumatera Utara
45
3.4 Variabel Penelitian
3.4.1 Identifikasi Variabel Penelitian
Variabel Bebas
Variabel Terikat
1) Bahan Basis Gigi Tiruan
a. Kekuatan impak basis gigi tiruan
Resin
akrilik
polimerisasi
resin akrilik polimerisasi panas
panas
tanpa
penambahan
b. Kekuatan transversal basis gigi
E-glass fiber
tiruan resin akrilik polimerisasi
2) Bahan Basis Gigi Tiruan
Resin
panas
akrilik
polimerisasi
c. Modulus elastisitas basis gigi
panas dengan
penambahan
tiruan resin akrilik polimerisasi
panas
E-glass fiber 1%
3) Bahan Basis Gigi Tiruan
Resin
akrilik
polimerisasi
Variabel Tidak Terkendali
panas dengan
penambahan
Posisi E-glass fiber pada resin akrilik
E-glass fiber 1,5%
polimerisasi panas
Variabel Terkendali
1. Ukuran sampel
2. Jenis
gips
6. Perbandingan polimer dan monomer
stone
yang
digunakan
3. Perbandingan W:P gips stone
tipe III
4. Waktu pengadukan gips stone
tipe III
5. Jenis resin akrilik polimerisasi
panas
resin akrilik polimerisasi panas
7. Bentuk, ukuran dan jumlah E-glass
fiber
8. Teknik penambahan E-glass fiber
9. Teknik dan tekanan pengepresan
10. Suhu dan waktu kuring
11. Teknik pemolesan
12. Suhu dan waktu perendaman sampel
sebelum pengujian
Universitas Sumatera Utara
46
3.5 Definisi Operasional
Tabel 3.2 Definisi Operasional Variabel Bebas
No
1
Variabel
Bebas
Bahan basis
gigi tiruan
resin akrilik
polimerisasi
panas (RAPP)
2
E-glass fiber
yang
disilanisasi
3
RAPP tanpa
penambahan
E-glass fiber
RAPP dengan
penambahan
E-glass fiber
1% dan 1,5%
4
Defenisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Bahan yang digunakan untuk membuat basis
gigi tiruan terdiri atas polimer dan monomer,
setelah pencampuran dan pemanasan
membentuk suatu bahan padat yang kaku.
Dalam penelitian ini digunakan resin akrilik
polimerisasi panas merek QC-20, England.
E-glass fiber chopped strands (KCR 2 (M)
Cam Elyaf San A.S., Kocaeli, Turkey)
berukuran 3mm. E-glass fiber chopped
strands dicampur dengan silane coupling
agent Gammamethacryloxypropyltrimethoxy
silane (MPS) sebelum ditambahkan pada
bahan basis gigi tiruan RAPP.
RAPP yang tidak ditambahkan E-glass fiber
diproses menjadi basis gigi tiruan dengan
teknik compression molding.
RAPP yang ditambahkan E-glass fiber 1%
(0,045 gr) dan 1,5% (0,0675 gr) diproses
menjadi basis gigi tiruan dengan teknik
compression molding.
-
-
-
-
-
-
-
-
Defenisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Ukuran energi yang diterima sebuah benda
ketika benda tersebut patah akibat suatu
benturan yang terjadi secara tiba-tiba
(J/mm2).
Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan
sampel dengan cara ditekan pada bagian
tengah sampel dalam satuan MPa.
Kekakuan relatif atau rigiditas dari suatu
bahan, yang diukur dengan kemiringan
wilayah elastis dari grafik teganganregangan (MPa).
Rasio
Charpy
Impact Test
Rasio
Universal
Testing
Machine
Universal
Testing
Machine
Tabel 3.3 Definisi Operasional Variabel Terikat
No
1
Variabel
Terikat
Kekuatan
Impak
2
Kekuatan
transversal
3
Modulus
Elastisitas
Rasio
Universitas Sumatera Utara
47
Tabel 3.4 Definisi Operasional Variabel Terkendali
No
1
Variabel
Terkendali
Ukuran
sampel
2
Jenis gips
stone yang
digunakan
3
Perbandingan
P : W gips
stone tipe III
4
Waktu
pengadukan
gips stone tipe
III
Perbandingan
polimer dan
monomer
RAPP
Bentuk,
ukuran dan
jumlah
E-glass fiber
5
6
7
Teknik
penambahan
E-glass fiber
8
Teknik
pengepresan
Defenisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Sampel berbentuk batang, terdiri dari:
Uji kekuatan Impak: 50mm x 6mm x
4mm.
Uji kekuatan transversal dan modulus
elastisitas: 65mm x 10mm x 2,5mm.
Bahan yang digunakan untuk penanaman
model induk dalam pembentukan mold,
yaitu gips stone tipe III dengan merek
dagang Moldano (Heraeus, Germany).
Proses pencampuran gips stone tipe III dan
air yang dilakukan dalam mangkuk karet
dan diaduk dengan spatula. Pengadukan
dilakukan
diatas
vibrator
dengan
perbandingan 300 gr bubuk : 90 ml air
untuk 1 kuvet.
Waktu yang dibutuhkan untuk mengaduk
gips stone tipe III selama 15 detik.
-
Kaliper
digital
-
-
-
Timbangan
digital dan
Gelas ukur
-
Stopwatch
Perbandingan polimer : monomer yang
digunakan adalah 2 : 1 = 3 gr : 1,5 ml
untuk satu buah sampel. Total berat
monomer dan polimer adalah 4,5 gr.
Bentuk E-glass fiber yang digunakan pada
penelitian ini adalah potongan kecil dengan
ukuran 3 mm.
Cara perhitungan berat E-glass fiber:
a) Kelompok tanpa E-glass fiber: RAPP
tanpa penambahan E-glass fiber.
b) Kelompok dengan E-glass fiber 1%:
RAPP dengan penambahan E-glass
fiber 1% (1% x 4,5 gr = 0,045 gr).
c) Kelompok dengan E-glass fiber 1,5%:
RAPP dengan penambahan E-glass
fiber 1,5% (1,5% x 4,5 gr = 0,0675 gr).
E-glass fiber direndam terlebih dahulu ke
dalam cairan silane coupling agent dan
dibiarkan hingga kering selama 40 menit.
Kemudian E-glass fiber dimasukkan ke
dalam oven dengan suhu 115oC selama 1
jam. Selanjutnya ditambahkan polimer dan
monomer dengan perbandingan 2:1 dan
diaduk hingga homogen.
Tekanan
yang
dibutuhkan
untuk
mengepres kuvet, menggunakan pres
hidrolik. Pres I: 1000 psi (5 menit),
kemudian pres II: 2200 psi (30 menit).
-
Timbangan
digital dan
Pipet tetes
-
Timbangan
digital
-
-
-
-
Universitas Sumatera Utara
48
No
9
Variabel
Terkendali
Suhu dan
waktu kuring
10
Teknik
pemolesan
11
Suhu dan
waktu
perendaman
sampel
sebelum
pengujian
Defenisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur
Proses
kuring
dilakukan
dengan
pemanasan air menggunakan waterbath
yang dipanaskan dari suhu 700C selama 90
menit (fase I) dan dilanjutkan dengan suhu
hingga 1000C selama 30 menit (fase II),
lalu kuvet didinginkan hingga suhu kamar.
Cara pemolesan sampel agar diperoleh
permukaan yang rata, halus dan mengkilat.
Teknik pemolesan yang digunakan pada
penelitian ini adalah teknik pemolesan
mekanis, yaitu dengan cara:
Sampel
pada
seluruh
kelompok
dihaluskan
dengan
kertas
pasir
waterproof ukuran 800, 1000 dan 1200
yang dipasangkan pada rotary grinder
dengan air mengalir masing-masing
selama 3 menit dengan kecepatan 500
rpm.
Kemudian dilanjutkan dengan ScotchBrite brush yang dipasangkan pada
polishing motor dengan kecepatan 500
rpm dan menggunakan coarse pumice
hingga mengkilat.
Sebelum pengujian, sampel dikondisikan
dengan cara direndam dalam aquabides
pada suhu 37o C, selama 2 hari untuk
mensimulasi kondisi rongga mulut agar
sampel menjadi jenuh (ADA Spesifikasi
No. 12 dan 17) (Khalaf 2013).
-
-
-
-
-
Thermometer
dan
Stopwatch
3.6 Alat dan Bahan Penelitian
3.6.1 Alat Penelitian
3.6.1.1 Alat yang Digunakan untuk Menghasilkan Sampel
1) Model induk logam berbentuk batang, yang terdiri dari:
Uji kekuatan Impak: 50mm x 6mm x 4mm
Uji kekuatan transversal dan modulus elastisitas: 65mm x 10mm x
2,5mm
2) Timbangan digital (Sartorius AG Gottingen, Germany) (Gambar 3.3)
Universitas Sumatera Utara
49
Gambar 3.3 Timbangan digital
3) Gelas ukur
4) Rubber bowl dan spatula
5) Vaccum mixer
6) Kuvet untuk menanam model induk (Gambar 3.4)
Gambar 3.4 Kuvet untuk menanam
model induk (Dok)
7) Lekron (Smic, China)
8) Vibrator (Pulsar 2 Filli Manfredi, Italy)
9) Pot akrilik dan penutup
10) Pipet tetes
11) Spatula semen
12) Pres hidrolik (OL 57 Manfredi, Italy)
Universitas Sumatera Utara
50
13) Waterbath (Manfredi, Italy)
14) Portable dental engine (Strong, Korea)
15) Straight handpiece (NSK, Japan)
16) Mata bur fraser
17) Rotary grinder (Metaserv, England)
18) Scotch-brite brush
3.6.1.2 Alat yang Digunakan untuk Menguji Sampel
Alat uji kekuatan impak Charpy Impact Tester (Amslerotto Wolpert Werke
GMBH, Germany) (Gambar 3.5).
Gambar 3.5 Alat uji kekuatan impak Charpy
Impact Tester (Amslerotto Wolpert Werke GMBH,
Germany) (Dok)
Alat uji kekuatan transversal dan modulus elastisitas (Gotech AI-7000M
Servo Control System Universal testing machine, Taiwan) (Gambar 3.6).
Universitas Sumatera Utara
51
Gambar 3.6 Universal
testing
machine
untuk
pengukuran
kekuatan transversal
dan
modulus
elastisitas (Dok)
3.6.2 Bahan Penelitian
a)
Vaselin (Gambar 3.7a)
b)
Gips stone tipe III (Moldano, Heraeus Germany)
c)
Air
d)
Cold mould seal (QC-20, England)
e)
Resin akrilik polimerisasi panas (QC-20, England)
f)
Plastik selopan
g)
Kertas pasir waterproof ukuran 600, 800, 1000, 1200
h)
Silane coupling agent (Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilan/
MPS) (Gambar 3.7b)
i)
E-glass fiber bentuk potongan kecil dengan ukuran 3 mm (Cam Elyaf
San A.S., Kocaeli, Turkey) (Gambar 3.7c)
j)
Aquabides
Universitas Sumatera Utara
52
a
b
c
Gambar 3.7 Vaseline (a); E-glass fiber bentuk potongan kecil
dengan ukuran 3 mm (b); dan Silane coupling
agent (c) (Dok)
3.7 Cara Penelitian
3.7.1 Persiapan Pembuatan Sampel Penelitian
3.7.1.1 Pembuatan Model Induk
Model induk dibuat dari logam
stainless steel berbentuk batang dengan
ukuran yang disesuaikan untuk pengujian kekuatan impak, kekuatan transversal dan
modulus elastisitas (Gambar 3.8).
Gambar 3.8 Model induk dari logam stainless steel untuk
sampel kekuatan impak, kekuatan transversal dan
modulus elastisitas (Dok)
Universitas Sumatera Utara
53
3.7.1.2 Pembuatan Mold
1. Gips stone tipe III dicampur dengan perbandingan P:W 300 gr : 90 ml di
dalam rubber bowl, untuk pengisian kuvet bawah.
2.
Adonan gips stone tipe III diaduk dengan spatula selama 15 detik
dilanjutkan dengan vaccum mixer selama 30 detik.
3. Adonan gips stone tipe III dituang kedalam kuvet bawah yang telah
disiapkan diatas vibrator.
4. Model induk dari logam dibenamkan pada kuvet bawah hingga setengah
tinggi permukaan adonan gips stone tipe III, satu kuvet berisi 3 buah model induk
(Gambar 3.9).
Gambar 3.9 Penanaman model induk
pada kuvet bawah (Dok)
5. Setelah gips stone Tipe III mengeras, dirapikan dan didiamkan selama 60
menit.
6. Setelah kering, permukaan gips stone Tipe III diolesi vaseline dan kuvet
atas disatukan dengan kuvet bawah, kemudian diisi adonan gips stone tipe III dengan
Universitas Sumatera Utara
54
perbandingan 300 gr bubuk : 90 ml air diatas vibrator. Setelah adonan pada kuvet
mengeras, kuvet dibuka dan model induk dikeluarkan dari kuvet.
7. Kuvet atas disatukan dengan kuvet bawah dan kuvet atas diisi adonan gips
stone tipe III dengan perbandingan yang sama untuk pengisian kuvet bawah.
8. Setelah gips stone tipe III mengeras, kuvet dibuka dan model induk
dikeluarkan dari kuvet, kemudian kuvet disiram dengan air panas untuk membuang
sisa vaselin sampai bersih (Gambar 3.10).
Gambar 3.10 Mold yang dihasilkan pada kuvet atas dan bawah (Dok)
9. Setelah kering permukaan gips stone tipe III diolesi cold mould seal, dan
ditunggu selama 20 menit (sesuai petunjuk pabrik).
3.7.1.3 Pembuatan Sampel untuk Pengujian Kekuatan Impak, Kekuatan
Transversal dan Modulus Elastisitas
Sampel yang dibuat terdiri dari tiga kelompok yaitu:
a. Bahan resin akrilik polimerisasi panas tanpa penambahan E-glass fiber
b. Bahan resin akrilik polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber 1%
c. Bahan resin akrilik polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber 1,5%
Universitas Sumatera Utara
55
a) Sampel Resin Akrilik Polimerisasi Panas Tanpa Penambahan E-glass
Fiber (Kelompok Pengujian Kekuatan Impak, Kekuatan Transversal dan Modulus
Elastisitas)
1.
Polimer dicampurkan dengan monomer yang telah disiapkan pada pot
akrilik dengan perbandingan 9 gr bubuk : 4,5 ml cairan (untuk tiga buah sampel) dan
diaduk menggunakan semen spatel dengan perlahan (Gambar 3.11)
Gambar 3.11 Polimer
dan
monomer yang
sudah dicampur
pada pot akrilik
silikon (Dok)
2.
Setelah adonan mencapai dough stage, adonan dimasukkan ke dalam
mold (Gambar 3.12).
Gambar
3.12
Adonan akrilik
dimasukkan ke
dalam
mold
(Dok)
Universitas Sumatera Utara
56
3.
Resin akrilik polimerisasi panas di pres dengan pemberian plastik
selopan sebagai separator pada kuvet atas dan bawah lalu kuvet ditekan dengan pres
hidrolik mencapai 1000 psi, lalu kuvet atas dibuka dan akrilik yang berlebihan
dibersihkan dengan lekron.
4.
Kuvet atas ditutup kembali dan dilakukan pres hidrolik dengan tekanan
2200 psi (Gambar 3.13).
Gambar 3.13 Kuvet dipres dengan
pres hidrolik (OL 57
Manfredi, Italia) (Dok)
5.
Baut kuvet dipasang untuk mempertahankan kuvet atas dan kuvet bawah
supaya beradaptasi dengan baik, lalu dibiarkan selama 30 menit.
Universitas Sumatera Utara
57
b) Sampel Resin Akrilik Polimerisasi Panas Dengan Penambahan E-glass
Fiber (Kelompok Pengujian Kekuatan Impak, Kekuatan Transversal dan Modulus
Elastisitas)
1. E-glass fiber ditimbang sebanyak 1% (0,14 gr untuk tiga buah sampel)
dari total berat resin akrilik polimerisasi panas (Gambar 3.14).
Gambar 3.14 E-glass fiber yang sudah ditimbang (Dok)
2. E-glass fiber dimasukkan dalam cairan silane coupling agent (Gammamethacryloxypropyltrimethoxysilane/MPS) (Gambar 3.15).
Gambar 3.15 Silane coupling agent dan E-glass fiber yang dibasahi silane
coupling agent (Dok)
3. E-glass fiber dikeringkan pada suhu kamar selama 40 menit dan
kemudian dimasukkan ke dalam oven selama 1 jam pada suhu 115 oC sebelum
dimasukkan kedalam resin akrilik polimerisasi panas.
Universitas Sumatera Utara
58
4. E-glass fiber dimasukkan ke dalam bubuk polimer resin akrilik
polimerisasi panas yang telah disiapkan di dalam pot akrilik. Kemudian ditambahkan
cairan monomer dengan perbandingan 9 gr : 4,5 ml (untuk tiga buah sampel) dan
diaduk hingga homogen (Gambar 3.16).
Gambar 3.16
E-glass
fiber
dimasukkan kedalam
bubuk polimer (Dok)
5. Setelah adonan mencapai dough stage kemudian adonan dimasukkan ke
dalam mold.
6. Resin akrilik polimerisasi panas yang ditambahkan E-glass fiber 1%
ditutup dengan plastik selopan sebagai separator kuvet atas dan bawah, kemudian
kuvet atas dipasangkan dan kuvet ditekan perlahan-lahan dengan pres hidrolik
mencapai 1000 psi, lalu kuvet atas dibuka. Akrilik yang berlebih dibuang dengan
menggunakan lekron.
7. Kuvet atas ditutup kembali, kemudian dilakukan penekanan pres kembali
dengan tekanan 2200 psi.
8. Baut kuvet dipasangkan untuk mempertahankan kuvet atas dan kuvet
bawah agar beradaptasi dengan baik kemudian dibiarkan selama 15 menit.
Universitas Sumatera Utara
59
9. Selanjutnya, pengisian akrilik pada mold untuk kelompok dengan
penambahan E-glass fiber 1,5% (sebanyak 0,2 gr untuk tiga buah sampel) dilakukan
dengan prosedur yang sama.
3.7.1.4 Proses Kuring
Proses
kuring
dilakukan
menggunakan
waterbath
(Gambar
3.17),
pengontrolan waktu dan suhu selama kuring yaitu:
1. Pada fase pertama dengan suhu 700C selama 90 menit
2. Pada fase kedua suhu dinaikkan menjadi 1000C dan dijaga tetap konstan,
selama 30 menit.
3. Kuvet dibiarkan hingga mencapai suhu ruang untuk proses pendinginan.
Gambar 3.17 Waterbath (Rost Frei, Germany) (Dok)
3.7.1.5 Proses Penyelesaian
Sampel dikeluarkan dari kuvet, lalu kelebihan akrilik dibuang dan dirapikan
menggunakan bur fraser dan bagian yang masih kasar dihaluskan dengan kertas pasir
waterproof no. 600, 800, 1000 dan 1200 yang dipasangkan pada rotary grinder
(Gambar 3.18a) dengan air mengalir masing-masing selama 3 menit dengan
kecepatan 500 rpm. Untuk mencegah terlepasnya sampel pada saat pemolesan,
Universitas Sumatera Utara
60
sampel diletakkan pada pemegang yang terbuat dari stainless steel. Pemolesan
kemudian dilanjutkan dengan Scotch-Brite brush yang dipasangkan pada polishing
motor dengan kecepatan 500 rpm dan menggunakan coarse pumice hingga mengkilat
(Gambar 3.18b). Setelah sampel dipoles,
sebelum dilakukan pengujian, sampel
dimasukkan dalam aquabides dengan suhu 37oC selama 2 hari (48 jam) di dalam
inkubator, sesuai dengan ADA Spesifikasi No.12 dengan tujuan untuk mensimulasi
kondisi rongga mulut dan agar sampel menjadi jenuh (Khalaf 2013).
a
b
Gambar 3.18 Rotary grinder (a); dan sampel penelitian yang telah di poles (b) (Dok)
3.7.2 Pengukuran Kekuatan Impak
Pengujian kekuatan impak dilakukan dengan alat uji kekuatan impak Charpy
Impact Tester (Amslerotto Wolpert Werke GMBH, Germany). Sampel diberi nomor
pada kedua ujungnya, kemudian ditempatkan dengan posisi horizontal yang
bertumpu pada kedua ujung alat penguji, lalu lengan pemukul pada alat penguji
dikunci, lalu kunci lengan pemukul dilepaskan sehingga membentur sampel hingga
patah. Energi yang tertera pada alat penguji dibaca dan dicatat dan dilakukan
perhitungan kekuatan impak (J/mm2) (Gambar 3.19).
Universitas Sumatera Utara
61
Gambar 3.19 Pengukuran kekuatan impak
dengan Charpy Impact Tester
Sumber: Zhigilei 2010, MSE
2090:
Introduction
to
Material Science
3.7.3 Pengukuran Kekuatan Transversal
Sampel diberi nomor pada masing-masing ujungnya sebelum pengujian,
sehingga potongan fraktur dapat disatukan kembali dan diperiksa setelah pengujian.
Pengukuran kekuatan transversal dilakukan dengan three-point bending test
menggunakan alat Universal Testing Machine (Gotech AI-7000M Servo Control
System Universal testing machine, Taiwan) (Gambar 3.20). Alat ini memiliki
kelajuan tekan 1mm/menit dan jarak antara kedua penyangga sampel adalah 50 mm.
Sebuah load cell 50 kgf di berikan pada bagian tengah sampel hingga terjadi fraktur
(Paranhos dkk. 2008). Energi yang tertera pada alat penguji dibaca dan dicatat dan
dilakukan perhitungan kekuatan transversal (MPa) dengan rumus:
Keterangan:
σ
: Kekuatan transversal (MPa)
Universitas Sumatera Utara
62
: Beban maksimum (N)
: Jar ak antara kedua penyangga (mm)
: Lebar sampel (mm)
: Tebal sampel (mm)
Gambar 3.20 Three point bending test dilakukan pada universal testing
machine untuk pengukuran kekuatan transversal.
Sumber: Gharechahi dkk. 2014
3.7.4 Pengukuran Modulus Elastisitas
Pengukuran modulus elastisitas dilakukan dengan menggunakan alat
Universal Testing Machine (Gotech AI-7000M Servo Control System Universal
testing machine, Taiwan). Pengujian modulus elastisitas ini dilakukan untuk
mengetahui lenturan yang terjadi dari pembebanan yang diberikan. Prosedur yang
dilakukan adalah:
a) Sampel dengan ukuran yang sama dengan uji kekuatan transversal diberi
nomor dan hitung jarak antara penampangnya, atur jarak tumpuan, lalu pasang
sampel pada alat uji dalam posisi horizontal.
b) Letakkan bantalan penekan diatas sampel, lalu pembebanan diberikan
ditengah-tengah jarak tumpuan secara berkelanjutan sampai beban maksimum dan
timbul keretakan (Gambar 3.21).
Universitas Sumatera Utara
63
Gambar 3.21 Three point bending test dilakukan pada universal testing
machine untuk pengukuran modulus elastisitas (Dok).
c) Besarnya defleksi atau lenturan yang terjadi pada saat pengujian dicatat
pada setiap selang beban tertentu.
d) Nilai modulus elastisitas dan kuat lenturnya dihitung berdasarkan beban
maksimum, jarak tumpuan dan penampangnya. Data hasil pengukuran dicatat dalam
formulir penelitian, kemudian ditabulasi untuk dianalisis dengan program komputer.
Selanjutnya dimasukkan kedalam rumus:
Keterangan:
E : Modulus elastisitas (GPa)
S : Stiffnes (N/m)
: Beban maksimum (N)
: Jarak antara kedua pendukung (mm)
: Lebar batang uji (mm)
: Tebal batang uji (mm)
d : Defleksi (mm)
Universitas Sumatera Utara
64
3.7.5 Makrostruktur dan Mikrostruktur Permukaan Fraktur Sampel Kekuatan
Impak, Kekuatan Transversal dan Modulus Elastisitas Basis Gigi Tiruan Resin
Akrilik Polimerisasi Panas Tanpa, dengan Penambahan E-glass fiber 1% dan
1,5%
Pemeriksaan secara visual dilakukan untuk melihat makrostruktur permukaan
fraktur sampel pada kelompok kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas dan sampel kekuatan transversal serta modulus elastisitas basis
gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas. Pada kelompok sampel kekuatan impak
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas terlihat sampel terpisah menjadi dua
bagian dengan bentuk patahan atau kerusakan yang tidak beraturan atau disebut juga
Incomplete Fracture (IF) (Kiilu 2008). Pada pemeriksaan secara visual
makrostruktur sampel kekuatan transversal serta modulus elastisitas basis gigi tiruan
resin akrilik polimerisasi panas terlihat sampel terpisah menjadi dua bagian dengan
bentuk kerusakan atau patahan yang halus dan beraturan atau smooth complete
straight fracture (CSF). Gambaran makroskopis permukaan fraktur juga dapat
menentukan karakteristik atau jenis fraktur yang terjadi yaitu brittle faracture atau
ductile fracture.
Analisis Scanning Electron Micrograph (SEM) permukaan fraktur sampel
kekuatan impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas resin akrilik
polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-Glass Fiber 1% dan 1,5%
dilakukan untuk melihat mikrostruktur permukaan fraktur dari sampel kekuatan
impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas. Melalui analisis SEM dapat
Universitas Sumatera Utara
65
dilihat ada tidaknya porositas atau void pada permukaan fraktur sampel resin akrilik
polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-Glass Fiber 1% dan 1,5%,
impregnasi atau perlekatan dan distribusi E-Glass Fiber pada matriks polimer resin
akrilik polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-Glass Fiber 1% dan 1,5%
dan tekstur permukaan atas (compression side) dan bawah (tension side) dari sampel
resin akrilik polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-Glass Fiber 1% dan
1,5% (Kiilu 2008). Sebelum dilakukan analisis menggunakan SEM (Gambar 3.22),
sampel permukaan fraktur yang akan dianalisis dipotong dan dilakukan coating
(Gambar 3.23, Gambar 3.24)
Gambar 3.22 Scanning Electron Microscope
(SEM) (Carl Zeiss EVO
MA 10) (Dok)
Gambar 3.23 Spin Coating (Sputter Coaters)
(Quarum Q 150R ES) (Dok)
Universitas Sumatera Utara
66
Gambar 3.24
Sampel yang telah dipotong
dan di-coating (Dok)
3.8 Kerangka operasional Penelitian
RAPP Tanpa E-Glass Fiber
Penanaman Model Induk Pada Kuvet Bawah
RAPP Dengan Penambahan E-Glass Fiber
Penimbangan E-Glass Fiber (1% dan 1,5%) dan
Bahan RAPP (4,5 gr)
Pengisian Kuvet Atas
Pencampuran E-Glass Fiber + Silane coupling
agent
Mold
Pemanasan E-Glass Fiber pada Oven (115oC
selama 60 menit)
Penanaman Model Induk Pada Kuvet Bawah
Polimer Dicampur dalam Monomer dan Diaduk
Hingga Mencapai Fase Dough Stage
Pengisian Kuvet Atas
Pengisian Mold dengan RAPP
Mold
Proses Kuring
Polimer + E-Glass Fiber Dicampur dalam
Monomer dan Diaduk Hingga Mencapai Fase
Dough Stage
Pengisian Mold dengan RAPP
Penyelesaian Akhir dan Pemolesan
Proses Kuring
Penyelesaian Akhir dan Pemolesan
Universitas Sumatera Utara
67
Sampel Penelitian (n = 90)
Pengujian Kekuatan Impak
(n = 30)
Sampel
Tanpa
E-Glass
Fiber
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1%
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1,5%
(n = 10)
Pengujian Kekuatan
Transversal (n = 30)
Sampel
Tanpa
E-Glass
Fiber
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1%
(n = 10)
Pengujian Modulus Elastisitas
(n = 30)
Sampel
Tanpa
E-Glass
Fiber
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1,5%
(n = 10)
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1%
(n = 10)
Sampel
dengan
E-Glass
Fiber
1,5%
(n = 10)
Analisis SEM Permukaan Fraktur
Pengumpulan Data
Analisis Data
Hasil
3.9 Analisis Data
Data dianalisis secara statistik dengan menggunakan:
1. Analisis Univarian untuk mengetahui nilai rata-rata dan standar deviasi
masing-masing kelompok.
2. Uji ANOVA satu arah untuk mengetahui pengaruh penambahan E-glass
fiber 1% dan 1,5% pada basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas terhadap
kekuatan impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas.
3. Uji korelasi Pearson untuk mengetahui hubungan kekuatan impak,
kekuatan tranversal dan modulus elastisitas.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL PENELITIAN
Penelitian dilakukan pada bulan September-Oktober 2016. Pembuatan sampel
penelitian yang berjumlah 90 sampel dilakukan pada Unit Usaha Jasa dan Industri
Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara. Proses
kuring sampel menggunakan waterbath dilakukan pada Departemen Ilmu Material
Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara. Setelah
sampel selesai maka dilanjutkan dengan penghalusan sampel menggunakan rotary
grinder pada Laboratorium Mesin (Uji Material) Politeknik Negeri Medan,
selanjutnya pemolesan sampel dilakukan pada Unit Usaha Jasa dan Industri
Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara. Sampel
yang telah dipoles selanjutnya dibagi menjadi sembilan yaitu kelompok pengujian
kekuatan impak dengan ukuran sampel 50mm x 6mm x 4mm terdiri dari resin akrilik
polimerisasi panas tanpa penambahan E-glass fiber, resin akrilik polimerisasi panas
dengan penambahan E-glass fiber 1%, resin akrilik polimerisasi panas dengan
penambahan E-glass fiber 1,5%. Kelompok pengujian kekuatan transversal dan
modulus elastisitas dengan ukuran sampel 65mm x 10mm x 2,5mm yang terdiri dari
resin akrilik polimerisasi panas tanpa penambahan E-glass fiber, resin akrilik
polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber 1% dan resin akrilik
polimerisasi panas dengan penambahan E-glass fiber 1,5%. Pengujian kekuatan
impak dilakukan menggunakan alat Charpy impact tester (Amslerotto Wolpert Werke
68
Universitas Sumatera Utara
69
GMBH, Germany) di Laboratorium Pusat Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Pengujian kekuatan transversal
dilakukan menggunakan alat Universal testing machine (Gotech AI-7000M Servo
Control System Universal testing machine, Taiwan) di Laboratorium Penelitian
Fakultas Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara. Analisis Scanning Electron
Microscope (Carl Zeiss EVO MA 10, Germany) permukaan fraktur sampel kekuatan
impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas dilakukan di Laboratorium Fisika Material Jurusan Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
4.1
Pengaruh Penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap Kekuatan
Impak Basis Gigi Tiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Kekuatan impak diuji dengan memberikan energi impak terhadap sampel
menggunakan alat uji kekuatan impak dan dinyatakan dalam satuan J/mm2. Uji
Kolmogorov-Smirnov digunakan untuk mengetahui apakah sebaran data normal atau
tidak secara analitik, dari data kekuatan impak untuk ketiga kelompok, diperoleh nilai
p=0,911 yang menunjukkan bahwa sebaran data penelitian memenuhi asumsi
normalitas data karena nilai p>0,05.
Pengujian terhadap sampel resin akrilik polimerisasi panas tanpa penambahan
E-glass fiber menunjukkan nilai kekuatan impak terbesar adalah 8,336 x 10-3 J/mm2,
sedangkan nilai terkecil adalah 3,255 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik 4.1) dengan
nilai rerata dan standar deviasi 5,689 ± 1,597 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik 4.2).
Pengujian terhadap sampel resin akrilik polimerisasi panas dengan penambahan
Universitas Sumatera Utara
70
E-glass fiber 1% menunjukkan nilai kekuatan impak terbesar adalah 8,994 x 10-3
J/mm2, sedangkan nilai terkecil adalah 5,455 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik 4.1)
dengan nilai rerata dan standar deviasi 7,221 ± 1,440 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik
4.2). Pengujian terhadap sampel resin akrilik polimerisasi panas dengan penambahan
E-glass fiber 1,5% menunjukkan nilai kekuatan impak terbesar adalah 10,863 x 10-3
J/mm2, sedangkan nilai terkecil adalah 7,469 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik 4.1)
dengan nilai rerata dan standar deviasi 8,691 ± 1,171 x 10-3 J/mm2 (Tabel 4.1, Grafik
4.2).
Tabel 4.1 Nilai kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas tanpa, dengan
penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5%
Kekuatan Impak ( x 10-3 J/mm2)
No. Sampel
Tanpa E-glass fiber
E-glass fiber 1%
E-glass fiber 1,5%
1
8,336**
8,467
7,917
2
4,598
6,344
10,234
3
3,255*
5,758
8,858
4
5,591
8,535
7,689
5
4,349
8,833
7,469*
6
5,164
8,994**
7,695
7
5,699
6,195
10,863**
8
7,991
5,455*
9,575
9
5,139
7,878
8,483
10
6,768
5,755
8,133
5,689 ± 1,597
Keterangan: * : Nilai terkecil
** : Nilai terbesar
7,221 ± 1,440
8,691 ± 1,171
Universitas Sumatera Utara
71
Grafik 4.1 Nilai terbesar dan terkecil kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas tanpa, dengan penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5%
Grafik 4.2 Nilai rerata kekuatan impak basis gigi tiruan resin
akrilik polimerisasi panas tanpa, dengan
penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5%
Pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap kekuatan impak
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas dianalisis dengan uji ANOVA satu
arah. Berdasarkan hasil uji ANOVA satu arah diperoleh signifikansi p=0,0001
Universitas Sumatera Utara
72
(p