LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL 1
Topik
: Manipulasi Resin Akrilik Aktivasi Panas (Heat Cured)
Grup
: A2a
Tgl. Pratikum : Selasa, 20 Maret 2012 Pembimbing : Sri Yogyarti,drg., MS
Penyusun: 1. Ivan Indra Kusuma
( 020810264 )
2. Like Aprilia Karunia S.
( 021111018 )
3. Prevy Anirtha Savitri
( 021111019 )
4. Maretha Siwinata P.A
( 021111020 )
5. Aditya Dana Iswara
( 021111021 )
6. Ririh Setyo Khrisnanthi
( 021111022 )
7. Niken Probowati
( 021111023 )
8. Iklima Rizkia Bahfie
( 021111025 )
9. Annisa Fardhani
( 021111026 )
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2012 0
1. TUJUAN 1.1 Pada akhir praktikum mahasiswa dapat memanipulasi resin akrilik aktivasi panas dengan cara dan alat yang tepat 1.2 Mahasiswa dapat mengamati tahap yang terjadi pada pencampuran polimer dan monomer yaitu sandy stage, stringy stage, dough stage, rubbery stage dan stiff stage. 2. METODE PRAKTIKUM 2.1 Bahan a. Bubuk polimer dan cairan monomer b. Cairan CMS ( Cold Mould Seal ) 2.2 Alat a. Mold b. Stopwatch c. Injeksi d. Kuas kecil e. Kuvet logam f. Timbangan g. Press kuvet h. Plastik i. Pisau malam j. Pot porselin k. Alat untuk merebus 2.3 Cara Kerja 2.3.1 Pengisian cetakan ( mould ) dengan adonan resin akrilik ( packing ) a. Bahan resin akrilik dan peralatan untuk packing disiapkan di atas meja praktikum. b. Permukaan mould dan sekitarnya diolesi dengan CMS memakai kuas dan ditunggu sampai kering. c. Cairan monomer diukur menggunakan
gelas
ukur
sebanyak 2ml, kemudian dituangkan ke dalam pot porselin. d. Bubuk polimer ditimbang sebanyak 4gr, kemudian dimasukkan ke dalam pot porselin secara perlahan-lahan sampai polimer terbasahi oleh monomer. e. Awal waktu pengadukan dihitung/dicatat dengan stop watch, campuran polimer dan monomer diaduk dengan pisau malam bagian yang tumpul sampai homogen kemudian pot porselin ditutup. 1
f. Mengamati tahapan sandy, stringy, dough ,rubbery ,dan stiff dengan membuka tutup pot porselin. g. Mencatat waktu masing-masing tahap h. Pada percobaan pertama, adonan resin akrilik dimasukkan ke dalam cetakan yang ada pada kuvet bawah setelah stringy stage tercapai. Pada percobaan kedua, adonan resin akrilik dimasukkan ke dalam cetakan yang ada pada kuvet bawah setelah dough stage tercapai. Dan pada percobaan ketiga, adonan resin akrilik dimasukkan ke dalam cetakan yang ada pada kuvet bawah setelah rubbery stage tercapai.
i. Permukaan adonan resin akrilik ditutup dengan plastik, kemudian kuvet atas dipasang dan dilakukan pengepresan pada proses hidrolik. Setelah pengepresan, kuvet dibuka, plastik diangkat dan kelebihan resin akrilik dipotong dengan menggunakan pisau model tepat pada tepi cetakan.
j. Pengepresan kedua dilakukan, masih menggunakan plastik dan kelebihan resin akan dipotong lagi.
2
k. Pada pengepresan terakhir tidak menggunakan plastik, kuvet atas dan bawah harus rapat kemudian dipindahkan pada handpress.
2.3.2
Proses kuring
Gambar : Proses awal kuring; kuvet dalam keadaan dipress direndam dalam air (suhu kamar).
3
Proses kuring resin akrilik dilakukan sesuai dengan aturan pabrik, untuk merk QC20 : a. Memasak air pada dandang di atas kompor sampai mendidih (suhu 100C) b. Kuvet yang telah diisi akrilik dan dalam keadaan dipress langsung dimasukkan pada air mendidih 100C selama 20 menit. c. Kemudian api kompor dimatikan 2.3.3
Deflasking Setelah proses kuring, kuvet diberi air dingin secara perlahan sampai dingin (suhu kamar). Kemudian kuvet dibuka, sampel diambil secara hati-hati dengan menggunakan pisau malam.
3. HASIL PRAKTIKUM
Gambar hasil praktikum Resin Akrilik Heat cured (dari kiri : Hasil percobaan I (Stringy), percobaan II Dough), dan percobaan III (Rubberry). 3.1 Tabel Hasil Praktikum Resin Akrilik Heat cured Percobaan
Percobaan I
Percobaan II
Percobaan III
(Stringy)
(Dough/Normal)
(Rubberry)
4
Perbandingan Kelenturan Porus Flow Warna Mencapai Tahap Stiff
Paling Tinggi Paling banyak Paling Tinggi Paling pucat
Paling Rendah Hampir tidak ada Sedang Sedang
Sedang Ada, tapi sedikit Paling sedikit Paling gelap
Paling cepat
Paling lama
Sedang
3.2 Tabel perbandingan waktu mencapai tahap-tahap polimerisasi Resin Akrilik Heat cured pada percobaan I, II, dan III
Tahap Sandy
Stringy
Dough
Rubberry
Stiff
Percobaan I
30 detik
5 menit
9 menit
15 menit
±30 menit
Percobaan II
30 detik
±25 menit
±40 menit
Percobaan III
30 detik
±20 menit
±35 menit
Percobaan
2 menit 12 19 menit 12 detik
detik
5 menit
15 menit
5
4. TINJAUAN PUSTAKA 4.1 Komposisi Resin akrilik aktivasi panas (heat cured) terdiri dari: (Van Noort,R., 2007) A. Bubuk - Polimer (poli metil metakrilat) - Initiator : diisobutylizonitrile/benzoil peroksida (0,2 – 0,5 %) - Pigmen : garam cadmium / besi / zat warna organik. Zat warna anorganik biasa digunakan karena bersifat lebih permanen dan tahan lama dibanding zat warna organik. Zat warna anorganik yang sering digunakan adalah mercuric sulfide (merah), cadmium sulfide (kuning) atau ferric oxide (coklat) ditambahkan dengan kadar yang rendah. Zat warna tersebut diberikan untuk menyesuaikan warna basis gigi tiruan dengan warna jaringan lunak. - Plasticizer : dibutil phthalate - Opacifiers : zinc / Titanium oksida - Dyed synthetic fibers : nylon/acrylic - Organic particles : glass fibers/zirconium silicate B. Cairan - Monomer (metil metakrilat) - Stabilizer :
sekitar 0,006 % hidroquinon untuk mencegah berlangsungnya polimerisasi selama penyimpanan.
- Bahan untuk memacu ikatan silang, seperti etilen glikol dimetakrilat (1-2 %) - Plasticizer : dibutyl phtalate atau butyl/octyl methyl methacrylate Cairan monomer sangat mudah menguap dan terbakar. Sehingga penyimpanannya harus menggunakan botol kaca gelap dan dijauhkan dari api. Penggunaan botol kaca gelap bertujuan untuk
6
menghindari proses polimerisasi langsung dengan cahaya. (Van Noort,R., 2007) Resin akrilik pada umumnya mengandung benzoyl peroxide. Ketika dipanaskan di atas 60C, molekul benzoyl peroxide mengalami dekomposisi dan menghasilkan spesies netral yang mengandung electron tidak berpasangan. Spesies ini disebut radikal bebas. Setiap radikal bebas bereaksi cepat dengan molekul monomer yang tersedia untuk memulai rantai pertumbuhan polimerisasi. (Anusavice KJ, 2003) Pada akrilik aktivasi panas, dekomposisi benzoyl peroxide disebabkan oleh panas,oleh sebab itu panas disebut activator. Pada akrilik aktivasi panas polimerisasi yang terjadi yaitu polimerisasi tambahan. Proses polimerisasi tambahan dimulai ketika penambahan monomer ke dalam rantai polimer. Di dalam teori, rantai dapat tumbuh tanpa batas sampai seluruh rantai monomer habis. Polimerisasi tambahan dapat menghasilkan makromolekul dalam bentuk yang tidak terbatas. Tidak ada perubahan komposisi selama proses polimerisasi karena monomer dan polimer tetap pada rumus empiris yang sama. (Anusavice KJ,2003) Pada polimerisasi tambahan melibatkan tiga proses yaitu inisiasi, propagasi, dan terminasi. Inisiasi adalah pembentukan spesies aktif yang dapat menginisiasi polimerisasi. Propagasi adalah pembentukan polimer dengan massa molekul tinggi. Terminasi adalah deaktivasi untuk mengahasilkan polimer yang stabil. (Taba,p.2010) Inisiasi,untuk tahap pertama ini dimulai dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Propagasi terjadi pada saat radikal bebas yang terbentuk pada tahap inisiasi berubah menjadi makromolekul dimana memiliki ikatan rangkap.Terminasi dapat terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang terjadi dengan radikal mula mula-mula yang terbentuk dari inisiator.
7
4.2 Manipulasi Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada saat manipulasi resin akrilik polimerisasi panas yaitu : a. Perbandingan polimer dan monomer Perbandingan yang umum digunakan adalah 3,5:1 satuan volume atau 2,5:1 satuan berat. Bila monomer terlalu sedikit maka tidak semua polimer dapat dibasahi oleh monomer sehingga akrilik yang telah selesai berpolimerisasi akan bergranul. Sebaliknya, pemberian monomer yang terlalu banyak dapat menyebabkan kontraksi yang terjadi pada adonan resin akrilik besar. b. Pencampuran Polimer dan monomer dengan perbandingan yang benar dicampur dalam tempat yang tertutup lalu dibiarkan beberapa menit hingga mencapai fase dough. Pada saat pencampuran ada lima tahap yang terjadi yaitu : 1.
Sandy stage Merupakan tahap per tama saat polimer dan monomer dicampur dan apabila diamati maka adonan masih seper ti pasir, sedikit kasar dan berbutir serta konsistensinya basah. ( Hatrick, 2003 )
2.
Stringy stage Pada tahap stringy, polimer menyerap cairan monomer. Beberapa rantai polimer terdispersi dalam monomer cair. Rantai
polimer
melepaskan
jalinan
ikatan
sehingga
meningkatkan kekentalan adukan. Ciri tahap stringy yaitu adonan akan melekat dan berserat ketika ditarik. (Hatrick, 2003) Adonan pada tahap stringy memiliki konsistensi yang rendah. Sehingga pada saat dilakukan pengepresan, hasil cetakan
tidak
padat
dan
terjadi
porositas.
Porositas
mempengaruhi sifat fisik, kebersihan serta nilai estetik dari protesa tersebut. Shrinkage porosity kelihatan sebagai 8
gelembung yang tidak beraturan bentuk di seluruh permukaan gigi tiruan sedangkan gaseous porosity terlihat berupa gelembung kecil halus yang uniform. Hasil pengepresan tahap stringy juga lebih lentur. Kekuatannya dipengaruhi oleh derajat polimerisasinya. Polimerisasi dalam waktu singkat menghasilkan monomer sisa lebih tinggi. Monomer sisa yang tinggi berpotensi untuk menyebabkan iritasi jaringan mulut, inflamasi dan alergi, selain itu juga dapat mempengaruhi sifat fisik resin akrilik yang dihasilkan karena monomer sisa akan bertindak sebagai plasticizer yang menyebabkan resin akrilik menjadi fleksibel dan kekuatannya menurun. (Anusavice KJ, 2003) Pada tahap stringy proses polimerisasi belum berjalan sepenuhnya. Pembuatan basis menggunakan akrilik seharusnya dilakukan pada saat tahapan dough. Karena proses polimerisasi yang belum berjalan sempurna,warna hasil pengepresan juga lebih pudar dan jika dipegang masih ada bubuk sisa polimernya. Tapi polimerisasi yang belum sempurna itu menyebabkan campuran adonan bubuk polimer dengan larutan monomer lebih cair. Sehingga flow campuran lebih bagus. 3.
Dough stage Pada tahap ini jumlah rantai polimer yang memasuki larutan meningkat dan terjadi larutan monomer dan polimer yang terlarut. Namun terdapat sejumlah polimer yang belum larut. Proses hingga fase dough berakhir lebih kurang 3 menit. Bila fase dough berakhir campuran sudah tidak bisa dimanipulsi. Ciri dough stage yaitu adonan halus, homogen, mudah diangkat dan tidak melekat lagi, tahap ini merupakan waktu yang tepat untuk memasukkan adonan ke dalam mould. (Van Noort, R., 2007) Waktu dough tergantung pada :
9
a. Ukuran partikel polimer, partikel yang lebih kecil lebih cepat larut dan lebih cepat tercapai konsistensi dough. b. Berat molekul polimer, lebih kecil berat molekul lebih cepat terbentuk konsistensi dough. c. Terdapatnya
plastisizer
yang
akan
mempercepat
terbentuknya dough. d. Suhu e. Perbandingan polimer dan monomer, bila tinggi, waktu dough lebih singkat. 4.
Rubbery stage Karakteristik rubbery stage yaitu adonan bersifat seperti karet (terasa kenyal dan memantul bila ditekan atau diregangkan) dan tidak dapat dibentuk dengan kompresi konvensional.
5.
Stiff Merupakan tahap dimana adonan akan tampak kering dan berubah menjadi keras akibat adanya penguapan monomer bebas.
c. Pengisian Sebelum pengisian, dinding mould diberi bahan separator untuk mencegah merembesnya cairan ke bahan mould dan berpolimerisasi sehingga menghasilkan permukaan yang kasar, merekat dengan bahan tanam gips dan mencegah air dari gips masuk ke dalam resin akrilik. Pengisian adonan ke dalam mould harus diperhatikan agar terisi penuh dan saat dipres terdapat tekanan yang cukup pada mould. Setelah pengisian adonan ke dalam mould penuh kemudian dilakukan pres pertama sebesar 1000 psi ditunggu selama 5 menit agar mould terisi padat dan kelebihan resin dibuang kemudian dilakukan pres terakhir dengan tekanan 2200 psi ditunggu selama 5 menit. Selanjutnya kuvet dipasang mur dan dilakukan proses kuring.
10
d. Kuring Kuvet beserta press dipanaskan pada suhu 70C selama 7 jam, selanjutnya 100C dibiarkan selama 3 jam. (Mc Cabe,2008) Namun waktu proses kuring juga dapat ditentukan oleh pabrik berdasarkan merk monomer dan polimer yang digunakan. 5. PEMBAHASAN 5.1 Latar Belakang Bahan resin akrilik merupakan salah satu bahan untuk pembuatan basis gigi tiruan lepasan. Resin akrilik sering digunakan karena proses pembuatannya mudah, harga relatif murah, mudah direparasi dan bernilai estetis. Polimer (powder) dan monomer (liquid) merupakan komposisi pembuatan resin akrilik heat cured. Tahapan pembentukan resin akrilik heat cured yaitu tahap mixing, pengepresan, curing dan deflasking. Campuran polimer dan monomer akan melalui beberapa tahap yaitu sandy stage, stringy stage, dough stage, rubbery stage, dan stiff stage. Pada praktikum ini kami melakukan beberapa percobaan manipulasi resin akrilik heat cured dengan 3 jenis tahapan campuran polimer dan monomer yang berbeda saat melakukan proses pengepresan. Hal tersebut dilakukan dengan tujuan mengetahui sifat akrilik yang dihasilkan dari percobaan-percobaan tersebut dan dapat melakukan manipulasi resin akrilik heat cured dengan tepat. 5.2 Hubungan Hasil Praktikum dengan Teori Dibandingkan percobaan yang lainnya, percobaan I (tahap Stringy) lebih cepat
berpolimerisasi ke tahap Stiff. Hal itu disebabkan oleh
adanya pengaruh udara yang lebih besar dibandingkan yang lainnya atau lebih tepatnya waktu pelaksanaan praktikum pada percobaan I, meja yang dipakai untuk praktikum dekat dengan sumber udara yang ada di ruang
praktikum
tersebut,
yaitu
Air
Conditioner
(AC)
yang
11
mengeluarkan udara dingin yang dapat menyebabkan proses polimerisasi yang lebih cepat. Dibandingkan dengan percobaan lainnya, percobaan II(tahap Dough) paling lambat mencapai atau berpolimerisasi ke tahap dough. Hal itu disebabkan karena cairan monomer yang terlalu banyak karena menyebabkan kontraksi yang lebih besar (21% satuan volume) daripada yang seharusnya (7% volume) sehingga membutuhkan waktu lebih lama ke fase dough, lalu pada tahap dough, adonan memiliki flow yang bagus dan bersifat plastis, sehingga hasil cetakan sempurna, dengan porositas rendah .(Christo B.S, 2011) Percobaan III (tahap Rubbery) menghasilkan akrilik dengan porus yang banyaknya lebih rendah dari percobaan 1(tahap stringy). Proses polimerisasi bahan resin akrilik tidak pernah terjadi dengan sempurna, meskipun proses kuring bahan resin akrilik telah dilakukan dengan mengikuti aturan-aturan yang telah ditentukan, namun masih juga terdapat sejumlah monomer yang belum bereaksi dengan bubuk polimer. Warna akrilik pada percobaan III (tahap rubbery) lebih gelap dan tidak transparan. Kekuatan akrilik rubbery stage seharusnya cukup kuat tetapi tidak lebih kuat dari dough stage. Hal tersebut terjadi karena adanya porus yang disebabkan flow tahap rubbery yang kurang mengalir. Namun hasil akrilik pada percobaan III (tahap rubbery) lebih kuat dibandingkan dengan percobaan II (tahap dough). Hal ini disebabkan karena adonan pada fase rubbery yang digunakan adalah fase rubbery awal dimana konsistensinya sama seperti dough akhir. Sehingga hasil percobaan III (tahap rubbery) cenderung lebih baik dari percobaan II (tahap dough) yang merupakan fase proporsional untuk aplikasi akrilik. 6. SIMPULAN
Resin akrilik aktivasi panas (heat cured) terdiri dari bubuk polimer (poli metil metakrilat) dengan cairan monomer (metil metakrilat)
Perbandingan yang umum digunakan adalah 3,5:1 satuan volume atau 2,5:1 satuan berat. Bila monomer terlalu sedikit maka tidak semua
12
polimer dapat dibasahi oleh monomer sehingga akrilik yang telah selesai berpolimerisasi akan bergranul. Sebaliknya, pemberian monomer yang terlalu banyak dapat menyebabkan kontraksi yang terjadi pada adonan resin akrilik besar..
Pada saat pencampuran ada lima tahap yang terjadi yaitu : 1. Sandy stage 2. Stringy stage 3. Dough stage 4. Rubbery stage 5. Stiff
Proses polimerisasi pada resin akrilik heat cured dipengaruhi oleh suhu ruangan, apabila campuran polimer dan monomer ditempatkan pada ruang terbuka, maka akan lebih cepat terjadi polimerisasi karena cairan monomer menguap ke udara. Perbandingan polimer dan monomer juga mempengaruhi proses polimerisasi.
Akrilik yang paling baik adalah akrilik yang dihasilkan oleh adonan dough stage. Daftar Pustaka
Anusavice KJ. 2003. Science of Dental Materials 11th ed. London: W.B. Saunders Company. p 730-731; 155-160. Christo B.S . 2011. Perbedaan Kekuatan Transversal Bahan Basis Gigi Tiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas dengan Ketebalan Yang Berbeda dengan dan Tanpa Penambahan Serat Kaca. Tesis dipublikasikan. Medan: FKG USU Medan. Hatrick CD, Eackle WS, Bird WF. 2010. Dental Material: Clinical Application for Dental Assistants and Dental Hygienists 2nd ed. Saunders. Elsevier Science Limited. Philadelphia, London. p 220-222. Mc Cabe, JF., Walls A. 2008. Applied Dental Materials 9th ed. Wiley, John and Sons Incorporated.
13
Phillips, Ralph W, and Eugene W skinner: The Science Of Dental Materials. London: W.B. Saunders Company. p 179-181. Taba, P. 2010. Polimerisasi Adisi. Van Noort, Richard. 2007. Introduction to Dental Materials 3rd ed. London: WB Saunders Company. p 216-217. Watri, Desi. 2011. Pengaruh Penambahan Serat Kaca pada Bahan Basis Gigitiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas terhadap Kekuatan Impak dan Transversal. Tesis dipublikasikan. Medan: FKG USU Medan.
14
