Pengaruh Penambahan Pengisi Nanopartikel Cangkang Telur Ayam Terhadap Sifat-Sifat Mekanik Komposit Resin Akrilik Pada Basis Gigi Tiruan
ABSTRAK
Angka kehilangan gigi di Indonesia semakin meningkat setiap tahunnya. Bahan baku
pembuatan basis gigi tiruan yang berada dipasaran memiliki harga yang relatif
mahal. Potensi limbah cangkang telur ayam yang melimpah masih jarang di
optimalkan, mengingat cangkang telur ayam mengandung unsur mineral tinggi yang
sesuai digunakan sebagai bahan pengisi. Struktur kuat dari cangkang telur ayam
berpotensi menjadi sumber bio-pengisi yang dapat digunakan secara efisien untuk
produk nanokomposit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
penambahan pengisi nanopartikel cangkang telur ayam terhadap sifat mekanik basis
gigi tiruan. Pada penelitian ini, basis gigi tiruan dibuat dengan polimetil metakrilat
(PMMA) sebagai matriks dan nanopartikel cangkang telur ayam sebagai pengisi.
Proses Isolasi nanopartikel cangkang telur ayam dilakukan dengan sonikasi selama
45 menit dan filtrasi menggunakan membran dialisis. Pembuatan sampel dilakukan
dengan cara mencampurkan pengisi nanopartikel cangkang telur ayam dengan
matriks PMMA yang terdiri dengan powder dan liquid. Powder dan liquid
dicampurkan terlebih dahulu dengan perbandingan berat sebesar 2:1. Komposisi
matriks:pengisi yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari 100%:0%, 90%:10%,
80%:20% dan 70%;30% (%berat). Selanjutnya campuran dituang kedalam cetakan
(mold) dalam kuvet. Kuvet direbus dengan suhu 75 °C selama 90 menit, kemudian
suhu dinaikkan menjadi 100 °C dan dibiarkan selama 30 menit. Setelah itu sampel
basis gigi tiruan dikeluarkan dari cetakan (mold). Analisa yang dilakukan meliputi:
TEM (Transmission Electron Microscope), SEM (Scanning Electron Microscope),
XRD (X-Ray Diffraction), dan FTIR (Fourier Transform Infrared). Uji yang
dilakukan meliputi modulus elastisitas (MOE) dengan hasil terbaik pada penambahan
pengisi 10% sebesar 2,571 GPa; uji keteguhan patah (MOR) dengan hasil terbaik
pada penambahan pengisi 10% sebesar 48,859 MPa dan uji kekuatan bentur (Impact
Strength) dengan hasil terbaik basis gigi tiruan pada penambahan pengisi 10%
sebesar 196,898 J/mm2.
Kata kunci: basis gigi tiruan, cangkang telur ayam, matriks, nanopartikel, pengisi.
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Tooth loss in Indonesia is increasing every year. Raw material manufacturing for
denture base on the market mostly expensive. The potential of chicken egg shell is
rarely optimized, considering the chicken egg shell contains high mineral then
suitable for used as filler material. Chicken egg shells had strong structure is
potentially a source of bio-fillers and efficiently to be used for nanocomposite
products. The purpose of this study was to determine the effect of adding
nanoparticle chicken eggshell as filler for mechanical properties of denture base. In
this research, artificial denture base were prepared with polymethyl methacrylate
(PMMA) as matrix and eggshell nanoparticles as fillers. Isolation process of chicken
eggshell nanoparticles was traetment with sonication for 45 minutes and filtration
using a dialysis membrane. Denture base product made with mix the nanoparticle
eggshell with PMMA matrix consisting of powder and liquid. Powder and liquid are
mixed with a weight ratio of 2 : 1. Matrix : filler used in this research are 100%: 0%,
90%: 10%, 80%: 20% and 70%; 30% (% weight). The dough mixture poured into the
mold in the cuvette. The cuvette was boil at 75 °C for 90 minutes, and then the
temperature was raised to 100 °C left for 30 minutes. After that the sample of denture
base are removed from the mold (mold). Analyzed of the sample are include: TEM
(Transmission Electron Microscope), SEM (Scanning Electron Microscope), XRD
(X-Ray Diffraction), and FTIR (Fourier Transform Infrared). Tests of the sample are
include the modulus of elastic (MOE) with the best results on the addition on 10%
fillers addition with 2,571 GPa; modulus of raptured (MOR) with best result on 10%
filler addition with 48,859 MPa and the best result of Impact Strength on 10% filler
addition with 196,898 J/mm2.
Keywords: denture base, chicken egg shell, matrix, nanoparticle, fillers.
viii
Universitas Sumatera Utara
Angka kehilangan gigi di Indonesia semakin meningkat setiap tahunnya. Bahan baku
pembuatan basis gigi tiruan yang berada dipasaran memiliki harga yang relatif
mahal. Potensi limbah cangkang telur ayam yang melimpah masih jarang di
optimalkan, mengingat cangkang telur ayam mengandung unsur mineral tinggi yang
sesuai digunakan sebagai bahan pengisi. Struktur kuat dari cangkang telur ayam
berpotensi menjadi sumber bio-pengisi yang dapat digunakan secara efisien untuk
produk nanokomposit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
penambahan pengisi nanopartikel cangkang telur ayam terhadap sifat mekanik basis
gigi tiruan. Pada penelitian ini, basis gigi tiruan dibuat dengan polimetil metakrilat
(PMMA) sebagai matriks dan nanopartikel cangkang telur ayam sebagai pengisi.
Proses Isolasi nanopartikel cangkang telur ayam dilakukan dengan sonikasi selama
45 menit dan filtrasi menggunakan membran dialisis. Pembuatan sampel dilakukan
dengan cara mencampurkan pengisi nanopartikel cangkang telur ayam dengan
matriks PMMA yang terdiri dengan powder dan liquid. Powder dan liquid
dicampurkan terlebih dahulu dengan perbandingan berat sebesar 2:1. Komposisi
matriks:pengisi yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari 100%:0%, 90%:10%,
80%:20% dan 70%;30% (%berat). Selanjutnya campuran dituang kedalam cetakan
(mold) dalam kuvet. Kuvet direbus dengan suhu 75 °C selama 90 menit, kemudian
suhu dinaikkan menjadi 100 °C dan dibiarkan selama 30 menit. Setelah itu sampel
basis gigi tiruan dikeluarkan dari cetakan (mold). Analisa yang dilakukan meliputi:
TEM (Transmission Electron Microscope), SEM (Scanning Electron Microscope),
XRD (X-Ray Diffraction), dan FTIR (Fourier Transform Infrared). Uji yang
dilakukan meliputi modulus elastisitas (MOE) dengan hasil terbaik pada penambahan
pengisi 10% sebesar 2,571 GPa; uji keteguhan patah (MOR) dengan hasil terbaik
pada penambahan pengisi 10% sebesar 48,859 MPa dan uji kekuatan bentur (Impact
Strength) dengan hasil terbaik basis gigi tiruan pada penambahan pengisi 10%
sebesar 196,898 J/mm2.
Kata kunci: basis gigi tiruan, cangkang telur ayam, matriks, nanopartikel, pengisi.
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Tooth loss in Indonesia is increasing every year. Raw material manufacturing for
denture base on the market mostly expensive. The potential of chicken egg shell is
rarely optimized, considering the chicken egg shell contains high mineral then
suitable for used as filler material. Chicken egg shells had strong structure is
potentially a source of bio-fillers and efficiently to be used for nanocomposite
products. The purpose of this study was to determine the effect of adding
nanoparticle chicken eggshell as filler for mechanical properties of denture base. In
this research, artificial denture base were prepared with polymethyl methacrylate
(PMMA) as matrix and eggshell nanoparticles as fillers. Isolation process of chicken
eggshell nanoparticles was traetment with sonication for 45 minutes and filtration
using a dialysis membrane. Denture base product made with mix the nanoparticle
eggshell with PMMA matrix consisting of powder and liquid. Powder and liquid are
mixed with a weight ratio of 2 : 1. Matrix : filler used in this research are 100%: 0%,
90%: 10%, 80%: 20% and 70%; 30% (% weight). The dough mixture poured into the
mold in the cuvette. The cuvette was boil at 75 °C for 90 minutes, and then the
temperature was raised to 100 °C left for 30 minutes. After that the sample of denture
base are removed from the mold (mold). Analyzed of the sample are include: TEM
(Transmission Electron Microscope), SEM (Scanning Electron Microscope), XRD
(X-Ray Diffraction), and FTIR (Fourier Transform Infrared). Tests of the sample are
include the modulus of elastic (MOE) with the best results on the addition on 10%
fillers addition with 2,571 GPa; modulus of raptured (MOR) with best result on 10%
filler addition with 48,859 MPa and the best result of Impact Strength on 10% filler
addition with 196,898 J/mm2.
Keywords: denture base, chicken egg shell, matrix, nanoparticle, fillers.
viii
Universitas Sumatera Utara