Pengaruh Penambahan Serat Kaca Terhadap Penyerapan Air Dan Kekuatan Transversal Serta Modulus Elastisitas Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT KACA TERHADAP PENYERAPAN AIR DAN KEKUATAN TRANSVERSAL
SERTA MODULUS ELASTISITAS
BAHAN BASIS GIGITIRUAN NILON TERMOPLASTIKSKRIPSI Diajukan untuk memenuhi tugas dan melengkapi syarat memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi
Oleh: YOGES A/P VELLASAMY
NIM : 110600179
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
Fakultas Kedokteran Gigi Departemen Prostodonsia
Tahun 2015 Yoges A/P Vellasamy
Pengaruh Penambahan Serat Kaca Terhadap Penyerapan Air Dan Kekuatan Transversal Serta Modulus Elastisitas Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik xiii + 66 Halaman
Penggunaan nilon sebagai bahan basis gigitiruan telah dibahas pada literatur pada tahun 1950. Nilon tidak menggunakan cangkolan logam, bersifat ringan, memiliki estetik yang baik, bebas monomer dan bersifat hipoalergenik sehingga dapat menjadi alternatif bagi pasien yang sensitif terhadap resin akrilik konvensional, nikel atau kobalt kromium. Walaupun bahan basis gigitiruan nilon termoplastik memiliki kelebihan, namun bahan tersebut masih memiliki kekurangan seperti tingkat penyerapan air yang tinggi menyebabkan molekul air berdifusi ke dalam rantai poliamida dan memutuskan rantai panjang poliamida serta ikatan antar molekul sehingga mengakibatkan kekuatan mekanis menurun. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan penambahan serat kaca pada bahan basis gigitiruan. Penyatuan serat kaca ke dalam matriks poliamida membutuhkan bahan adhesif silane coupling agent. Dengan penambahan silane, serat kaca dapat mengisi rongga kosong pada matriks sehingga mengurangi penyerapan air dan menghindari terjadinya penurunan kekuatan transversal serta modulus elastisitas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat kaca terhadap penyerapan air, kekuatan transversal dan modulus elastisitas bahan basis gigitiruan nilon termoplastik. Rancangan penelitian ini adalah eksperimental laboratoris. Sampel pada penelitian ini adalah nilon termoplastik berukuran (15 ± 1) mm x (0,5 + 0,1) mm untuk sampel penyerapan air dan 64 mm x (10 ± 0,2) mm x (3,3 ± 0,2) mm untuk sampel kekuatan transversal dan modulus elastisitas. Jumlah sampel sebanyak 81 sampel untuk sembilan kelompok, terdiri dari tiga kelompok sampel untuk diuji penyerapan air, tiga kelompok sampel untuk uji kekuatan transvesal dan tiga kelompok sampel untuk uji modulus elastisitas. Sampel tersebut dilakukan pengujian penyerapan air, kekuatan transversal dan modulus elastisitas, kemudian dianalisis dengan uji ANOVA untuk mengetahui pengaruh penambahan serat kaca terhadap penyerapan air, kekuatan transversal dan modulus elastisitas. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa terdapat pengaruh penambahan serat kaca terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dengan nilai p = 0,0001 (p < 0,05), terhadap kekuatan transversal dengan nilai p = 0,0001 (p < 0,05) dan terhadap modulus elastisitas dengan nilai p = 0,003 (p < 0,05). Pada penelitian ini terlihat bahwa penambahan serat kaca 1% dan 1,5% pada bahan basis gigitiruan nilon termoplastik akan mengurangi nilai penyerapan air serta meningkatkan kekuatan transversal dan modulus elastisitas, namun ditemukan tidak ada perbedaan modulus elastisitas antara kelompok tanpa penambahan serat kaca dengan kelompok penambahan serat kaca 1%. Daftar rujukan : 59 (1986-2014)
PERNYATAAN PERSETUJUAN Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji skripsi
Medan, 19 Mei 2015 Pembimbing
Tanda tangan Ariyani, drg., MDSc ......................... NIP. 19770905 200312 2 002 TIM PENGUJI SKRIPSI Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan tim penguji pada tanggal 19 Mei 2015
TIM PENGUJI KETUA : Dwi Tjahyaning Putranti, drg., MS ANGGOTA : 1. Ariyani, drg., MDSc
2. Prof. Haslinda Z. Tamin, drg., M.Kes, Sp.Pros (K)
3. Putri Welda Utami Ritonga, drg., MDSc
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.
Rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada kedua orang tua tercinta, yaitu Ayahanda (Vellasamy) dan Ibunda (Pushpa Devi) yang telah membesarkan, memberikan kasih sayang yang tidak terbalas, doa, nasehat, semangat, dan dukungan baik moril secara maupun materil kepada penulis, begitu juga kepada ketiga adik penulis Kayaethree, Yuvittha dan Selva Ganapathy atas doa, cinta kasih dan dukungan, serta pengorbanan demi kebaikan dan kebahagiaan penulis. Seluruh keluarga besar Nallamah, Paramasivam dan Palaniappan yang senantiasa memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama penulisan skripsi ini.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah banyak mendapat bantuan, bimbingan, serta saran dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih serta penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1.
Ariyani, drg., MDSc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan pengarahan, saran, nasehat, dorongan, serta meluangkan waktu, tenaga, pemikiran dan kesabaran kepada penulis selama penelitian dan penulisan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
2. Prof. H. Nazruddin, drg., Ph.D., C.Ort, Sp.Ort selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.
3. Prof. Haslinda Z. Tamin, drg., M.Kes, Sp.Pros (K) selaku koordinator skripsi Departemen Prostodonsia dan anggota tim penguji yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dan memberikan saran kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
4. Syafrinani, drg., Sp.Pros (K) selaku Ketua Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara 5.
Dwi Tjahyaning Putranti, drg., MS selaku Pembantu Dekan II Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara dan selaku ketua tim penguji skripsi yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Putri Welda Utami Ritonga, drg., MDSc selaku penasehat akademik dan anggota tim penguji yang telah memberikan saran dan motivasi selama masa pendidikan maupun selama penulisan skripsi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
7. Seluruh staf pengajar serta pegawai Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara atas motivasi dan bantuan dalam menyelesaikan skripsi ini hingga selesai.
8. Muzakir dan Asnidar selaku laboran serta pimpinan dan seluruh karyawan
Unit UJI Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara yang telah membantu penulis dalam pembuatan sampel penelitian dan memberikan dukungan kepada penulis.
9. Prof. Dr. Harry Agusnar, MDSc., M. Phil selaku Kepala Laboratorium Pusat Penelitian FMIPA-USU dan Erly Sitompul, M.Si., Apt selaku Kepala Bagian Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara atas bantuan yang telah diberikan kepada penulis selama pelaksanaan penelitian skripsi ini.
10. Maya Fitria, SKM., M.Kes dari Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara yang telah meluangkan waktu untuk membantu penulis dalam analisis statistik.
11. Teman-teman seperjuangan yang melaksanakan penulisan skripsi di Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara: Tiffany, Tineshraj, Jasmin Kaur, Lulu Fanty Caroline, Dytha Debrina, Vandersun Lestari, Michiko, Augina Era Pangestika, Yunishara Pratiwi, Maria Lisna Rawaty S, Yulindia Pitri, Citra Purnamasari, Oktia Kiki Triana, Ribka Julia, Grace Asima Siahaan, Garry Beta Gunawan, Dina Fachriza, Rahmi Husni, Sarah Zulaikha, Khalilah, Jefferson, Thinagan, Khairina Atyqa dan para residen PPDGS Departemen Prostodonsia atas dukungan dan bantuannya selama penulisan skripsi.
12. Teman-teman terdekat terutama Witta Andriany, Ashvinaa Morgan,
Nirosa S. Sankar, Rogini Parameswaran dan juga teman-teman angkatan 2011 yang tidak dapat disebutkan satu per satu atas segala bantuan, perhatian, dukungan, dan dorongan semangat yang diberikan dari awal hingga akhir penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun dari berbagai pihak sangat diharapkan. Akhir kata, penulis mengharapkan agar skripsi ini dapat berguna bagi pengembangan disiplin ilmu Departemen Prostodonsia, Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara, dan bagi kita semua.
Medan, 19 Mei 2015 Penulis
(Yoges A/P Vellasamy) NIM : 110600179
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL .........................................................................................
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... HALAMAN TIM PENGUJI SKRIPSI ............................................................
KATA PENGANTAR ...................................................................................... iv DAFTAR ISI ..................................................................................................... vii DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ................................................................................
1 1.2 Permasalahan ..................................................................................
3 1.3 Rumusan Masalah...........................................................................
4 1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................
5 1.5 Manfaat Penelitian ..........................................................................
5 1.5.1 Manfaat Praktis......................................................................
5
1.5.2 Manfaat Teoritis .................................................................... 6
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Basis Gigitiruan ..............................................................................
7 2.1.1 Pengertian ..............................................................................
7 2.1.2 Bahan Basis Gigitiruan .........................................................
7 2.1.2.1 Logam ........................................................................
7 2.1.2.2 Non-Logam ...............................................................
8 2.1.2.2.1 Termoset ....................................................
8 2.1.2.2.2 Termoplastik ..............................................
8 2.2 Nilon Termoplastik .........................................................................
8 2.2.1 Komposisi ..............................................................................
9
2.2.2 Manipulasi .............................................................................
28 3.3.2 Definisi Operasional .............................................................
26 3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian ............................................
26 3.2 1 Sampel Penelitian ..................................................................
26 3.2.2 Besar Sampel .........................................................................
27 3.3 Variabel Penelitian ........................................................................
27 3.3.1 Klasifikasi Variabel Penelitian .............................................
27 3.3.1.1 Variabel Bebas ..........................................................
27 3.3.1.2 Variabel Terikat ........................................................
28 3.3.1.3 Variabel Terkendali ..................................................
28 3.4 Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................
24 2.9 Hipotesis Penelitian ........................................................................
31 3.4.1 Tempat Pembuatan Sampel .................................................
31 3.4.2 Tempat Pengujian Sampel ...................................................
31 3.4.3 Waktu Penelitian ..................................................................
31 3.5 Alat dan Bahan Penelitian .............................................................
31 3.5.1 Alat Penelitian .......................................................................
31 3.5.2 Bahan Penelitian ....................................................................
32 3.6 Cara Penelitian ................................................................................
32 3.6.1 Pembuatan Model Induk .......................................................
25 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian .....................................................................
23 2.8 Kerangka Konsep ...........................................................................
9 2.2.3 Sifat-Sifat ...............................................................................
15 2.5 Modulus Elastisitas .........................................................................
10 2.2.4 Keuntungan dan Kerugian ....................................................
12 2.2.5 Indikasi dan Kontraindikasi ..................................................
13 2.3 Penyerapan Air ...............................................................................
13 2.3.1 Pengertian ..............................................................................
13 2.3.2 Alat Uji dan Cara Pengukuran..............................................
14 2.4 Kekuatan Transversal .....................................................................
15 2.4.1 Pengertian ..............................................................................
15 2.4.2 Alat Uji dan Cara Pengukuran..............................................
16 2.5.1 Pengertian ..............................................................................
21 2.7 Landasan Teori ...............................................................................
16 2.5.2 Alat Uji dan Cara Pengukuran..............................................
17 2.6 Serat Kaca .......................................................................................
18 2.6.1 Pengertian ..............................................................................
18 2.6.2 Komposisi ..............................................................................
19 2.6.3 Bentuk ....................................................................................
19 2.6.3.1 Batang .......................................................................
19 2.6.3.2 Anyaman ..................................................................
20 2.6.3.3 Potongan Kecil .........................................................
20 2.6.4 Manipulasi dan Mekanisme ..................................................
32
3.6.2 Pembuatan Sampel ................................................................
33
3.6.2.1 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik (Kelompok tanpa Penambahan Serat Kaca)............
33
3.6.2.2 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik dengan Penambahan Serat Kaca 1%, dan 1,5% ...................
37 3.6.3 Pengukuran Nilai Penyerapan Air ........................................
38 3.6.4 Pengukuran Kekuatan Transversal .......................................
39 3.6.5 Pengukuran Modulus Elastisitas ..........................................
40 3.7 Analisis Data ...................................................................................
41 3.8 Kerangka Operasional ....................................................................
42 BAB 4 HASIL PENELITIAN
4.1 Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% .........................
43
4.2 Kekuatan Transversal Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% .................................................................................................
44
4.3 Modulus Elastisitas Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% .........................
45
4.4 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ..........................
46
4.5 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap Kekuatan Transversal Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik .............
47
4.6 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap Modulus Elastisitas Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ...............
48 BAB 5 PEMBAHASAN 5.1 Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ...... tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil ........ Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% ..........................
50
5.2 Kekuatan Transversal Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan .......
1,5% ..................................................................................................
51
5.3 Modulus Elastisitas Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil ........ Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% ..........................
53
5.4 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap Penyerapan . Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ...........................
54
5.5 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap Kekuatan ..... Transversal Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ..............
55
5.6 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap Modulus Elastisitas Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ...............
57 BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan .....................................................................................
59 6.2 Saran ...............................................................................................
60 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................
61 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Tabel
45
9 Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap modulus elastisitas bahan basis gigitiruan nilon termoplastik .........................................................
48
8 Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap kekuatan transversal bahan basis gigitiruan nilon termoplastik ..............................................
47
7 Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik .........................................................
46
6 Modulus elastisitas bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% ..........................................................
5 Kekuatan transversal bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% ..........................................................
Halaman
44
4 Penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% .......................................................................
29
3 Definisi operasional variabel terkendali ................................................
29
28 2 Definisi operasional variabel terikat ......................................................
1 Definisi operasional variabel bebas .......................................................
49
DAFTAR GAMBAR Gambar
Halaman 1 Struktur kimia bahan nilon termoplastik ...........................................
9 2 Kekuatan transversal...........................................................................
16 3 Grafik hubungan tegangan-regangan.................................................
18 4 Serat kaca bentuk batang ....................................................................
19 5 Serat kaca bentuk anyaman ................................................................
20 6 Serat kaca bentuk potongan kecil ......................................................
21 7 Ukuran model induk silindris penyerapan air ...................................
26 8 Ukuran batang uji kekuatan transversal dan modulus elastisitas .....
26
9 Penanaman model induk dan pemasangan spru pada kuvet bawah
34 10 Nilon termoplastik di dalam cartridge ..............................................
35 11 Cartridge dimasukkan ke dalam furnace ..........................................
36 12 Nilon termoplastik diinjeksikan ke dalam kuvet ..............................
36 13 Sampel dikeluarkan dari kuvet...........................................................
37