BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Resin Termoplastik - Pengaruh Penambahan Nilon Murni pada Nilon Daur Ulang terhadap Penyerapan Air Basis Gigi Tiruan Nilon Termoplastik

8

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Resin Termoplastik
Resin termoplastik adalah bahan yang dapat dilunakkan dengan pemanasan
dan diubah menjadi bentuk solid tanpa mengalami perubahan struktur kimia. Resin
termoplastik terbentuk dari ikatan rantai molekul yang dikenal dengan polimer
dengan panjang dan berat molekul yang berbeda.1 Bahan ini dapat dibagi dalam
bentuk amorphous ataupun crystalline. Pada keadaan amorphous, resin memiliki
ikatan rantai molekul yang tidak teratur, sedangkan pada keadaan crystalline,ikatan
molekulnya lebih teratur. Bahan termoplastik sendiri tidak ada yang memiliki
keadaan 100% crystalline, melainkan semi-crystalline yaitu struktur kimia yang
memiliki bentuk amorphous dan crystalline(Gambar 1).Dalam keadaan amorphous,
resin termoplastik memiliki sifatglass transition temperature(Tg), sedangkan pada
keadaan semi-crystallineresin termoplastik memiliki glass transition temperature(Tg)
dan

meltingtemperature(Tm).Ketika

proses

pemanasan,ikatan

rantai

kimia

amorphousdapat mengalir karena material telah mencapai nilai Tg, sedangkan pada
keadaan crystalline, material harus mencapai nilai Tm agar ikatan rantai kimianya
dapat mengalir.7

Gambar1. Sifat polimer crystallinedan amorphous7

Universitas Sumatera Utara

9

Permintaan pasien pada basis gigi tiruan tidak hanya sebatas pada fungsi yang
baik saja, tetapi juga terhadap estetis. Basis gigi tiruan resin termoplastik memiliki

nilai estetis yang baik dan dapat mengurangi potensi alergi sepertipada basis gigi
tiruan kerangka logam (GTKL). Keuntungan resin termoplastik sebagai basis gigi
tiruan adalah bahan ini bersifat fleksibel dan elastis sehingga dapat mengurangi
tekanan pada gigi penyangga. Resin termoplastik jugamemiliki nilai modulus
elastisitas yang rendah dan mudah dimanipulasi sehingga material ini dapat
beradaptasi pada daerah gerong yang berfungsi sebagai retensi.26

2.2 Bahan Basis GigiTiruan Nilon Termoplastik
2.2.1 Pengertian
Nilon merupakan nama suatu polimer termoplastik yang dikenal secara
generik dan tergolong dalam kelas poliamida yang ditemukan pertama kali pada
tahun 1935 oleh Wallace Carothers di DuPont.Nilon dibentuk dari hasil kondensasi
kopolimer yang dibentuk dari reaksi antara diamine NH2-(CH2)6-NH2 dan asam
dicarboxylic CO2H-(CH2)4-COOH.4(Gambar 2)

Gambar 2. Reaksi antara dua asam amino (monomer)5

Angkayang paling belakang pada nilon menunjukkan jumlah atom C yang
disumbangkan oleh monomer dan angka pertama adalah jumlah atom C padadiamine
dan angka kedua padadiacid. Nilon 66 sebagai contoh menunjukkan diamine dan

diacid yang masing-masing menyumbangkan 6 atom Cpada rantai polimernya.14

Universitas Sumatera Utara

10

Nilon adalah polimer semi-crystallinesehingga pada keadaan solid, nilon
memiliki ikatan rantai yang lebih teratur karena adanya tekanan yang kuat antar
rantai. Sifat crystalline ini mengakibatkan nilon memiliki sifat yang tidak dapat larut
dalam pelarut, tahan terhadap panas, dan memiliki kekuatan tensil yang tinggi.Nilon
mulai digunakan sebagai basis gigi tiruan pada tahun 1950.1Nilon termoplastik telah
menarik perhatian sebagai bahan basis gigi tiruan karena memiliki sifat elastis dan
nilaiestetis yang baik.4,5 (Gambar 3) Nilon juga lebih banyak digunakan sebagai basis
gigi tiruan dengan jaringan lunak sebagai struktur pendukungnya disebabkan sifat
nilon yang fleksibel.27

Gambar 3. Basis gigi tiruan nilon termoplastik5

Universitas Sumatera Utara

11

Nilon juga bersifat biokompatibel, nyaman digunakan dan tidak menghasilkan
monomer sisa, tetapi bahan ini juga memiliki beberapa kerugian yaitu sulit dipoles
sehingga permukaan basis gigi tiruan lebih kasar, penyerapan air yang tinggi, dan
stabilitas warna yang rendah.28

2.2.2 Keuntungan dan Kerugian
2.2.2.1 Keuntungan
Keuntungan dari basis gigi tiruan nilon termoplastik :2,5,14,29,30
1. Lebih estetis karena tidak menggunakan cangkolan logam
2. Memiliki sifat yang fleksibel sehingga mudah diinsersi pada daerah
gerong
3. Tipis dan ringan, tetapi memiliki sifat yang sangat kuat sehingga tidak
mudah patah dan rusak
4. Memiliki sifat fisis yang baik, resisten terhadap panas dan bahan kimia
5. Bersifat biokompatibel karena tidak mengandung monomer sisa sehingga
aman digunakan pada pasien yang alergi terhadap metil metakrilat
6. Dapat disesuaikan dengan bentuk dan gerakan mulut sehingga lebih
nyaman dipakai

2.2.2.2 Kerugian
Kerugian dari basis gigi tiruan nilon termoplastik yaitu :2,5,24,27,29
1. Pasien tidak dapat merasakan sensasi makanan panas dan dingin karena
nilon termoplastik merupakan konduktor yang buruk
2. Proses pembuatannya lebih mahal
3. Proses pembuatannya memerlukan peralatan khusus di laboratorium
4. Sulit dipoles karena memiliki titik leleh yang rendah
5. Penyerapan air yang tinggi
6. Stabilitas warna rendah

Universitas Sumatera Utara

12

2.2.3 Indikasi dan Kontra Indikasi
2.2.3.1 Indikasi
Indikasi pemakaian gigi tiruan nilon termoplastik adalah sebagai berikut:5, 29
1. Pasien yang alergi terhadap monomer akrilik. Nilon termoplastik hampir
tidak memiliki monomer sisa
2. Pasien dengan gigi yang tilting

3. Pasien dengan penyakit sistemik yang tidak sengaja mematahkan
gigitiruan

2.2.3.2 Kontra Indikasi
Kontra indikasi pemakaian basis gigi tiruan nilon termoplastik adalah sebagai
berikut :29
1. Deep overbite (lebih dari 4mm)
2. Gigi yang tersisa sedikit dengan daerah gerong yang minimal untuk retensi
3. Daerah interoklusal yang lebih kecil dari 4mm
4. Bilateral free-end dengan linggir berbentuk knife-edge atau datar

2.3 Sifat Fisis Nilon Termoplastik
a) Massa Jenis
Massa jenis nilon adalah 1,14 g/cm3. Basis gigitiruan dengan massa jenis yang
rendah bersifat menguntungkan karena meningkatkan retensi pada gigitiruan rahang
atas.31
b) Porositas
Nilon termoplastik hampir tidak memiliki porositas.6Porositas yang terjadi
pada nilon termoplastik disebabkan kesalahan pada saat proses injection mouldingdan
metode pemolesan.Porositas juga akan menyebabkan kekasaran permukaan pada

basis gigi tiruan.11
c) Perubahan Dimensi
Parvizi dkk (2004) membandingkan stabilitas dimensi basis gigi tiruan nilon
termoplastik dengan PMMA yang diproses secara konvensional, dan PMMA yang

Universitas Sumatera Utara

13

dimanipulasi dengan injection moulding. Hasil penelitian menunjukkan penyusutan
tertinggi terjadi pada basis gigi tiruan nilon termoplastik dengan persentase 2,5%
pada lengkung dimensinya yaitu 2,8 kali lebih besar dibandingkan dengan PMMA.4
Stabilitas dimensi yang rendah pada nilon diakibatkan karena sifatnya yang mudah
menyerap air sehingga menyebabkan ekspansi pada basis gigitiruan dan perubahan
dimensi yang terjadi akan berdampak pada proses fitting pada gigitiruan.1,4
d) Kekasaran Permukaan
Abuzar dkk (2010) mengevaluasi perbedaan kekasaran permukaan basis gigi
tiruan

poliamida

(Flexiplast)

dengan

PMMA

(Vertex

RS).

Hasil

penelitianmenunjukkan basis gigitiruan poliamida memiliki permukaan yang lebih
kasar, baik sebelum dan sesudah dipoles. Poliamida yang belum dipoles memiliki
permukaan yang lebih kasar akibat adanya disintegrasi pada permukaan cetakan
ketika proses injeksi dan juga karena suhu pemanasan yang tinggi .4
e) Perubahan Warna
Stabilitas warna pada nilon dapat dikaitkan karena sifatnya yang
hygroscopic dan memiliki penyerapan air yang tinggi. Penyerapan warna secara

ekstrinsik menyebabkan diskolorisasi pada nilon. Jika dibandingkan dengan PMMA,
nilon memiliki stabilitas warna yang lebih rendah. NavarroSdkk (2011)
membandingkan stabilitasn warna dari resin akrilik polimerisasi panasdengan nilon
termoplastik dan perubahan warna yang signifikan terjadi pada nilon termoplastik.4,5
f) Penyerapan Air
Penyerapan air yang tinggi merupakan kekurangan utama nilon karena
dapat mempengaruhi kekuatan, modulus elastisitas, dan kekerasan struktur nilon
tersebut.7 Diantara semua bahan basis gigi tiruan non logam, nilon memiliki
penyerapan air yang paling besar. Laidkk(2003) membandingkan penyerapan air pada
silicon, resin akrilik polimerisasi panas (PMMA), dan resin termoplastik poliamida
(Flexite

Supreme).Hasil

penelitian

menunjukkan

bahwa

penyerapan

air

terbesarterdapat pada poliamida.4

Universitas Sumatera Utara

14

2.3.1 Penyerapan Air
Penyerapan air adalah proses masuknya molekul air secara difusi yaitu
molekul air masuk dan menempati ruang di antara rantai polimer yang dapat
mengubah karakteristik polimer tersebut.8 Penyerapan air dibagi atas dua yaitu
adsorpsi dan absorpsi. Adsorpsi adalah masuknya air pada permukaan basis
gigitiruan, sementara absorpsi adalah masuknya air ke dalam basis gigi tiruan. Hal
lain yang membedakan adsorpsi dan absorpsi adalah pada adsorpsi, material yang
masuk ke dalam basis gigi tiruan dapat berupa cairan dan gas, sedangkan pada
absorpsi, material yang masuk hanya cairan.32
Adanya molekul air di dalam massa yang terpolimerisasi akan menimbulkan

dua efek penting, yaitu menyebabkan massa mengalami ekspansi dan akan
mempengaruhi kekuatan polimer karena air yang masuk ke basis gigi tiruan bertindak
sebagai plasticizer yang akan mempengaruhi sifat mekanis dan stabilitas dimensi
basis gigi tiruan. Plasticizer akan mengurangi kekuatan tarikan antar polimer
sehingga ikatan menjadi lebih fleksibel danmulai mengalirpada suhu yang rendah dan
mengakibatkan penurunan pada Tg.15,23
Penyerapan air yang tinggi pada nilon umumnya disebabkan karena adanya
ikatan amida pada rantainya yang bersifat hydrophilic. Semakin tinggi konsentrasi
amida pada rantainya, semakin tinggi pula nilai penyerapan airnya. Penyesuaian pada
konsentrasi amida akan menciptakan ikatan yang kuat antara atom H dengan
kelompok amida sehingga mengurangi perlekatan molekul air pada nilon.26Hal 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 66karena akan menciptakan ikatan H yang kuat antara kelompok amida
sehingga mengurangi penyerapan air.9
Pada basis gigi tiruan polimer, nilai penyerapan air tidak boleh melewati
32µg/mm3 (ISO Standard 1567, 1999). Takahashidkk (1998)mengemukakan bahwa
ketika molekul air tersebar diantara molekul polimer akan menyebabkan pemisahan
ikatan antar molekul pada polimer. Hal ini akan mengakibatkan stabilitas dimensi
yang rendah pada gigi tiruan.33Ukuran molekul air yang kecil yaitu kurang dari

Universitas Sumatera Utara

15

0,28nm dan lebih kecil dibandingkan jarak antar polimer menyebabkan jarak antar
rantai menjadi jauh sehingga terjadi ekspansisertadapat mempengaruhi kekuatan,
stabilitas fisis, mekanis, perubahan warna dan stabilitas dimensiyang pada akhirnya
menyebabkan fraktur dan kegagalan pada basis gigi tiruan.3,12,28

2.3.1.1Alat dan Cara Pengukuran Penyerapan Air
Prosedur standar untuk mengukur nilai penyerapan air yaitu basis diletakkan
pada desikator yang mengandung silikagel pada suhu 37ºC ± 2ºC selama 24 jam.
Desikasi adalah pengeringan suatu bahan atau benda dengan menggunakan alat
desikator sehingga bahan atau benda yang didesikasi akan mengalami pengurangan
berat dan diperoleh berat bahan atau benda yang sebenarnya. Proses desikasi ini
diulang dalam periode waktu 24 jam sampai penurunan berat basis tidak lebih dari
0,5 mg, setelah itu basis ditimbang dengan timbangan digital. Massa yang ditimbang
ini adalah M1 (conditioned mass). Setelah itu basis direndam dalam air selama 7 hari,
basis lalu dilap dengan kain dan dikeringkan pada udara terbuka selama 15 detik
kemudian ditimbang kembali M2 (immersed mass). Tahap selanjutnya adalah basis
dimasukkan kembali ke dalam desikator sampai dicatat berat yang konstan. Setelah
itu basis ditimbang kembali M3 (reconditioned mass).
Nilai penyerapan air dihitung dalam satuan (µg/mm3) (ISO/DIS 4049) untuk
basis gigi tiruan polimer.Pengukuran penyerapan air dihitung berdasarkan rumus
berikut :33-36

Penyerapan air=

Keterangan :

M2-M3
𝜋𝜋𝑟𝑟 2 x t(mm3)

•

Water sorption( Wsp)

= nilai penyerapan air (µg /mm3)

•

Dry mass (M1)

= berat sampel sebelum perendaman (µg)

•

Wet mass (M2) = berat sampel setelah perendaman (µg)

•

Final dry mass (M3)

= besar sampel setelah perendaman dan

Universitas Sumatera Utara

16

dikeringkan dengan desikator (µg)
•

Surface area

= volume sampel (mm3)

2.3.1.2 Faktor yang Mempengaruhi Penyerapan Air
a) Monomer Sisa
Menurut Dixon (1992), monomer sisa dapat mempengaruhi penyerapan
34

air. Ketika ada monomer sisa, pertukaran antar monomer menjadi sedikit sehingga
dapat meningkatkan penyerapan air.37
b) Derajat Kristalisasi
Poliamida yang didinginkan secara lambat akan memiliki derajat
kristalisasi yang lebih banyakyaitu 50-60% lebih baikdibandingkan dengan
poliamida yang didinginkan secara cepat dengan derajat kristalisasi hanya sebesar
10%. Proses kristalisasi akan berpengaruh pada penyerapan air dan nilon dengan
derajat kristalisasi yang sedikit lebih mudah menyerap air.21
c) Porositas
Porositas yang tinggi pada nilon termoplastik akan meningkatkan
penyerapan air karena basis gigi tiruan sering berkontak dengan cairan dalam rongga
mulut.11Jang DE dkk (2015) membandingkan porositas basis gigi tiruan
PMMA(Paldent

20)

dengan

nilon

termoplastik

(Bio

Tone)

dan

hasil

penelitianmenunjukkan PMMA memiliki porositas yang lebih tinggi dibandingkan
dengan nilon termoplastik.3

2.4 Manipulasi Nilon Termoplastik
Nilon merupakan bahan yang tidak dapat dilarutkan pada pelarut sehingga
pada teknik manipulasinya, nilon tidak dapat dibuat dalam bentuk adonan (dough).
Teknik manipulasi nilon adalah dengan injection moulding dan nilon yang telah
dilelehkan harus diinjeksikan ke dalam kuvet khusus dengan tekanan.1,13
Prosedur dimulai dengan memanaskan furnace sampai suhu mencapai 220oC
kemudian cartridge yang berisi butiran nilon dimasukkan ke furnace dan dilelehkan
selama 11 menit. Setelah itu nilon akan ditekan pada kuvet khusus lalu diinjeksikan

Universitas Sumatera Utara

17

ke dalam cetakan. Bahan akan mengalir ke cetakan melalui spru. Agar bahan dapat
mengalir ke daerah cetakan secara rata dan menyeluruh, tekanan dilakukan selama 3
sampai dengan 5 menitkemudian didinginkan selama 15-20 menit sebelum gigitiruan
dibuka dari cetakan.13 Penelitian menunjukkan teknik manipulasi dengan injection
moulding menghasilkan basis gigitiruan yang lebih stabil, akan tetapi kerugian dari
teknik injection moulding adalah biaya yang lebih mahal dan adanya pembuangan
spru hasil polimerisasi basis gigitiruan.14,15

2.5 Pengelolaan Nilon Sisa
Definisi dari sisa adalahbarang yang tidak lagi dipakai, baik yang dibuang
dengan sengaja atau tidak lagi terpakai.38,39Sisa terbagi atas dua yaitu primary waste
dan secondary waste. Primary wasteakan memiliki kualitas yang sama baiknya
dengan material yang murni ketika didaur ulang karena primary waste tidak
terkontaminasi dengan material lain, sementara secondary wastesudah terkontaminasi
dan bercampur dengan material lain.38
Hal yang harus dilakukanadalahmenentukan cara untuk mengatasi sisa secara
efektif dan efisien sebagai upaya untuk menjaga lingkungan.Industri dipaksa untuk
mengembangkan cara seperti menggunakan kembali atau mendaur ulang nilon sisa
karena penumpukan nilon sisa yang terus meningkat akan menyebabkan pencemaran
lingkungan sehingga daur ulang pada nilon menjadi suatu keharusan.17,40

2.5.1Daur Ulang.
Metode yang tersedia untuk mengurangi pencemaran lingkungan akibat
penumpukan sisa adalah penggunaan kembali, daur ulang, dan pengurangan.38 Daur
ulang merupakan metode yang paling diminati karena memiliki banyak manfaat
dibandingkan metode yang lain. Selain itu, nilon termasuk ke dalam kelas
termoplastik yaitu bahan yang tidak mengalami perubahan struktur kimia ketika
dipanaskan sehingga bahan ini dapat didaur ulang.Dulunya, nilon sisa akan dibuang
tanpa didaur ulang, tetapi karena nilontermasuk kelas polimer yang sangat diminati

Universitas Sumatera Utara

18

dan karena penggunaannya yang terus meningkatmaka nilon sisa yang dihasilkan
juga ikut meningkat sehingga nilon sisa ini perlu dimanfaatkan.38,39

2.5.2 Jenis-Jenis Daur Ulang
Ada empat teknik daur ulang, yaitu : 16,41
1. Extracting recycling
2. Mechanical recycling
3. Chemical recycling
4. Thermal recycling

2.5.2.1 Extracting Recycling
Extracting recycling adalah metode mengembalikan komponen dari polimer
tanpa mencapai keadaan monomer.41

2.5.2.2 Mechanical Recycling
Mechanical recycling atau dikenal juga dengan physical recyclingadalah suatu
proses daur ulang dengan pemanasan.22Keuntungan mechanical recycling adalah
pada proses pemanasan, material murni atau zat aditif dapat ditambahkan ke
materialsisa.Keuntungan lain dari mechanical recycling yaitu tidak menghasilkan
banyak zat emisi berbahaya.42
Tahapan daur ulang pada mechanical recycling adalah sebagai berikut:38,
40,43,44

1. Proses pencucian (washing)
Proses pencucian dilakukan menggunakan air. Penambahan zat kimia
seperti surfaktan hanya dilakukan apabila bahan yang didaur ulang terkontaminasi
bahan tertentu.
2. Tahap pemotongan (cutting/shredding)
Bahan yang akan didaur ulang dipotong dengan pisau cutter atau gunting
menjadi bentuk serpihan.
3. Tahap pemisahan dengan bahan terkontaminasi (contaminant separation)

Universitas Sumatera Utara

19

Kertas, debu, dan bahan lain yang mengontaminasi disingkirkan dan
dipisahkan dari bahan yang akan didaur ulang.
4. Separator drum
Fungsi separator drum adalah untuk menyeleksi bahan yang akan didaur
ulang berdasarkan ukuran partikel. Sebagai contoh, bahan nilon termoplastik akan
tenggelam sementara plastik lain seperti polyethylene akan mengapung.
5. Proses pengeringan (drying)
Nilon sisa yang sudah dicuci dikeringkan di dalam desikator selama satu hari
dengan suhu 37oC.
Pengeringan yang dilakukan minimal harus 6 jam untuk mendapatkan
penampilan

nilon

yang

baik.

Penelitian

melalui

analisisthermogravimetric

analysis(TGA)menunjukkan proses pengeringan akan mempengaruhi kandungan air
pada nilon.45Mantia Ldkk(2002) meneliti efek dari pengeringan sebelum pemanasan.
Hasil penelitian menunjukkan poliamida yang diproses berulang kali menghasilkan
struktur yang baik jika proses pengeringan dilakukan dengan tepat sebelum proses
pemanasan dilakukan.16

2.5.2.3 Chemical Recycling
Metode chemical recycling atau dikenal juga sebagai depolimerisasi adalah
proses daur ulang dengan cara menghancurkan rantai polimer menjadi monomer
dengan reaksi kimia. Proses ini meliputi tiga tahapan, yaitu asidolisis, hidrolisis, dan
aminolisis.41

2.5.2.4 Thermal Recycling
Thermal recyclingadalah proses yang melibatkan pemulihan energi selama
proses insinerasi dan menghasilkan asap yang beracun.40,41
Penelitian menunjukkan daur ulang polimer yang paling umum dipakai adalah
teknik mechanical recycling dan chemical recycling , tetapi peneliti lebih banyak
menggunakan teknik mechanical recycling dibandingkan dengan chemical recycling
disebabkan proses kimia yang rumit pada chemical recycling.22,40

Universitas Sumatera Utara

20

2.6 Sifat dan Karakteristik Nilon Daur Ulang
Daur ulang pada nilon sisa dapat mempengaruhi karakteristik mekanis, fisis,
termal, dan rheological nilon.45Nilon daur ulang akan mengalami degradasi pada
struktur mekanis dan fisisnya karena tekanan mekanis dan termal ketika proses
pemotongan pada tahap daur ulang dan juga adanya komponen tidak murni pada
nilon sisa.16,17,41
Soja Jdkk (2013) meneliti mengenai efek yang ditimbulkan dari mechanical
recycling

pada

nilon

sisa.

Hasil

padaFourier

Transformed

Infrared

Spectroscopy(FTIR) menunjukkan ratiomethyl (CH3) meningkat,sementara methylene
(CH2)menurun. Ini terjadi akibat adanya pemotongan pada ikatan C-C sehingga
menghasilkan ikatan yang lebih pendek dengan kelompok methylene yang lebih
sedikit. Terjadinya pemotongan rantai C-C ini akan berdampak pada sifat mekanis
dan fisis nilon.17Selain itu, adanya partikel kontaminan pada nilon daur ulang dapat
menghasilkan efek merugikan pada matriksnilon.45

2.6.1 Sifat Mekanis
Degradasi sifat mekanis pada nilon terjadi disebabkan karena pemotongan
rantai kimia. Rantai kimia yang pendek akan menyebabkan susunan ikatan menjadi
tidak teratur sehingga mengurangi kekuatan dari nilon. Perbedaan sifat mekanis pada
nilon daur ulang dengan nilon murni tidaklah signifikan, kecuali pada segi kekuatan
impaknya. Kekuatantensile nilon daur ulangberkurang sekitar 1,42% dan kekerasan
berkurang sebesar 1,5%, sementara kekuatan impak berkurang sebesar 36,5%.Peydró
MAdkk (2011) meneliti sifat mekanis nilon daur ulang dan hasil penelitian
menunjukkan kekuatan impak dari nilon daur ulangmenurun yaitu dari 45.09 J/m2
menjadi 28.61 J/m2. Penurunan kekuatan impak ini dikaitkandengan pemotongan
rantai

pada

stuktur

kimianya

akibat

proses

daur

ulang.45Taguchidkk

(1999)membandingkan sifat mekanis dari nilon murni dengannilondaur ulang dan
hasil penelitian menunjukkan nilon murni memiliki sifat mekanis yang lebih baik
dibandingkan nilon daur ulang.46

Universitas Sumatera Utara

21

2.6.2 Sifat Rheological
Hal penting ketika mendaur ulang polimer adalah mengetahui sifat
rheologicalnya karena akan digunakan sebagai parameter suhu untuk proses injeksi
nilon nantinya.Menurun atau meningkatnya viskositas pada nilon dipengaruhi oleh
kandungan air pada nilon.Viskositas akan menurun pada keadaan yang lembab,
sementara viskositas meningkat pada keadaan yang kering.45
T Fattahi dkk (2011) 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%.16Maspoch (2003) membandingkan viskositas pada nilon murni, nilon
daur ulang dan nilon kombinasi dengan persentase 50% nilon murni dan 50% nilon
daur ulang. Hasil yang diperoleh melalui Viscometery menunjukkan viskositas nilon
murni adalah sebesar 100 η, nilon daur ulang sebesar 63η, dan nilon kombinasi
sebesar 77η.47Nilon daur ulang memilikiviskositas yang rendah karena terjadi
penurunan berat molekulakibat pemotongan rantai kimia.18,45Viskositas yang
menurun menunjukkan adanya kandungan air pada nilon dan hal ini akan
mempengaruhi struktur pada nilon tersebut.45

2.6.3 Sifat Fisis
Hua Kdkk(2006) meneliti dampak yang timbul pada proses daur ulang nilon
sisa dan hasilpenelitian menunjukkan daur ulang akan menyebabkan adanya
pemotongan rantai kimia.Rantai yang terpotong akan menjadi pendek dan
menyebabkan ikatan rantai kimianya menjadi tidak teratur sehingga berpengaruh
pada derajat dan ukuran kristalisasi pada nilon. Nilon dengan ukuran dan derajat
kristalisasi yang kecil akan lebih mudah menyerap air.16,19,21,23Izaro dkk (2008)
mendaur ulang poliamida sebanyak lima kali dan hasil penelitian menunjukkan
terjadi perubahan warna pada poliamida karena warna dari poliamida yang
awalnyaputih lambat laun menjadi gelap.18
Lem P (2012) membandingkan kristalisasi pada nilon 6 daur ulang dengan
nilon 6 murni. Hasil penelitian menunjukkan pembentukan kristal pada nilon 6 daur

Universitas Sumatera Utara

22

ulang lebih cepat dibandingkan nilon 6 murni, tetapi derajat dan ukuran kristalisasi
pada nilon murni yang dihasilkan lebih baik dibandingkan pada nilon daur ulang.48Ini
didukung dengan penelitian yang dilakukan oleh Crespo JEdkk (2013) yaitu dengan
meneliti kecepatan kristalisasi antara nilon 6 daur ulang dengan nilon 6 murni.
Hasilpenelitian menunjukkan nilon 6 daur ulang memiliki kecepatan kristalisasi yang
lebih cepat dibandingkan dengan nilon 6 murni.45
Pembentukan derajat kristalisasi yang cepat disebabkan oleh tiga hal, yaitu :45
1. Terdapat bahan yang tidak murni pada matriks nilon
2. Efek memori dari perlakuan pada teknik manipulasi nilon sebelumnya
3. Berat molekul nilon yang rendah akibat adanya pemotongan rantai kimia
Rantai kimia yang terpotong akan mendukung mobilitas rantai sehingga
meningkatkan kecepatan kristalisasi. Kristalisasi yang terjadi dengan cepat ini akan
menghasilkan ukuran dan derajat kristal yang kecil dan tidak sempurna sehingga
meningkatkan penyerapan air.

2.6 Kombinasi Nilon Murni dengan Nilon Daur Ulang
Kombinasi nilon murni dengan nilon daur ulang bertujuan untuk
menghasilkan produk dengan kualitas yang lebih baik.22Namun, persentase nilon daur
ulang yang ditambahkan pada nilon murni juga akan berpengaruh pada karakteristik
nilon nantinya.15 Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya,
kombinasi nilon murnidengan nilon daur ulang akan menghasilkan struktur nilon
yang lebih baik, tetapi perlu ditentukan berapa besar persentase nilon daur ulang yang
dapat ditambah pada nilon murni agar tidak mengurangi atau mengubah struktur pada
nilon.18 Maspoch ( 2003) meneliti bahwa persentase nilon daur ulang harus dibawah
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
T Fattahidkk (2010) mengkombinasikan nilon murni dengan nilon daur ulang
dan hasil yang didapat melalui densicalorimetry (DSC) menunjukkan semakin besar

Universitas Sumatera Utara

23

persentase nilon daur ulang yang ditambahkan pada nilon murni, maka terjadi
penurunan pada glass transition temperature (Tg).16Penurunan Tg ini 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.23Air akan menyebabkan gangguan hidrogen pada ikatan amida karena air
akan masuk ke dalam struktur polimer dan menyebabkan mobilitas rantai. Semakin
tinggi kandungan air akan menyebabkan gangguan yang lebih besar pada struktur
kimianya dan menurunkan nilai Tg.49
Nilon termoplastik akan mencapai keadaan rubbery ketika telah mencapai Tg
dan pada nilon 6 nilai Tg yang tepat adalah sebesar 60oC.Penurunan Tg akan
mempengaruhi stabilitas dimensi gigi tiruan karena polimer yang digunakan sebagai
bahan basis gigi tiruan hendaknya memiliki nilai Tg yang cukup tinggi ketika
digunakan dalam rongga mulut untuk mencegah distorsidan karena terjadi penurunan
nilai

Tg,

maka

Tm

untuk

menginjeksi

nilon

daur

ulang

juga

diturunkan.50CrespoJEdkk(2013) menurunkan suhu injeksi nilon daur ulang sebesar
5oC untuk mendapatkan struktur yang sama seperti pada nilon murni.45
Keberadaan nilon daur ulang akan mengakibatkan ikatan rantai yang
bercabang dan akan menghambat susunan zona kristalisasi dan non kristalisasi pada
nilon.16Nilon daur ulang akan memiliki berat molekul yang rendah akibat adanya
pemotongan rantai kimia.45Ketika bahan aditif atau nilon murni ditambahkanpada
nilon daur ulang akan menghasilkan reaksichain extension atau pemanjangan rantai
kimia.51,52(Gambar 4)

Universitas Sumatera Utara

24

Gambar 4. Reaksi chain extension42

Menurut Bikiaris dkk (1998) chain extension akan menghasilkan kualitas
bahan daur ulang yang sama dengan bahan murni.42Nilon sisa akan mengalami
degradasi ketika didaur ulang dan degradasi yang terjadi akan menyebabkan kualitas
yang buruk pada nilon.53Buccella dkk (2012) menambahkan nilon murni pada nilon
daur ulang dan hasil penelitian menunjukkan struktur nilon yang dihasilkan lebih
baik. Padaanalisisterminal group terlihat peningkatan berat molekul ketika nilon
murni ditambahkan pada nilon daur ulang dan reaksi kimia terjadi antara chain
extenderdengan ikatan amida.52Nilon murni yang bertindak sebagai chain extenders
akan meningkatkan berat molekul dengan melipatgandakan ikatan kimia yang
mengalami degradasi ketika proses daur ulang berlangsung sehingga berat molekul
nilon meningkat.45,51-53Analisis rheological testjuga menunjukkan viskositas yang
meningkat dengan adanya penambahan nilon murni akibat bertambahnya berat
molekul.52 Meningkatnyaviskositas pada nilon menunjukkan penyerapan air yang
turun akibat proses chain extensionyang terjadi ketika nilon murni ditambahkan pada
nilon daur ulang.45,52

Universitas Sumatera Utara

25

Universitas Sumatera Utara

26

Universitas Sumatera Utara

27

2.10 Hipotesis Penelitian
1. Ada perbedaan nilai penyerapan air pada nilon murni, nilon daur ulang, dan
kombinasi 60% nilon murni dengan 40% nilon daur ulang.
2. Ada pengaruh penambahan penambahan 60% nilon murni pada 40% nilon
daur ulang terhadap penyerapan air.

Universitas Sumatera Utara