REVISI LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL I Topik
: Manipulasi Resin Akrilik Aktivasi Panas (Heat Cured)
Kelompok
: A1
Tgl. Praktikum
: 28 Maret 2016
Pembimbing
: Sri Yogyarti, drg., MS
Penyusun: No.
Nama
NIM
1.
Muhammad Demas Akira
021511133001
2.
Nindya Rizqi Anjani M
021511133002
3.
Veronica Regina R
021511133003
4.
Ully Nafisah Wardi
021511133004
5.
Sepdhyo Wahyu N
021511133005
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2016
1. TUJUAN
Dapat memanipulasi resin akrilik aktivasi panas dengan cara dan alat yang
tepat Dapat mengamati tahap yang terjadi pada pencampuran polimer dan monomer
yaitu fase sandy, fase stringy, fase dough, fase ruberry dan fase stiff. Dapat menganalisa hasil polimerisasi heat cured acrylic resin
2. CARA KERJA
2.1 Bahan:
Gambar 1. Bubuk polimer dan cairan monomer
Gambar 2. Cairan cold mould seal (CMS) 2.2 Alat:
Gambar 3. Kuvet yang telah Gambar 4. Pot porselin diuat cetakan (mould) dari gipsum tipe III
Gambar 5. Pipet ukur
Gambar 6. Stopwatch
Gambar 7. Kuas kecil
Gambar 8. Kuvet logam
Gambar 9. Timbangan digital
Gambar 10. Press kuvet
Gambar 11. Plastik
Gambar 12. Pisau malam
Gambar 13. Pisau model
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 agar dapat memisahkan gips dan resin akrilik dengan mudah. (Gambar 14)
Gambar 14. Proses pengolesan CMS pada gipsum (mould)
c. Cairan monomer diukur menggunakan gelas ukur sebanyak 3 ml, kemudian dituangkan ke dalam pot porselin. d. Bubuk polimer ditimbang sebanyak 6 gram (Gambar15), kemudian dimasukan ke dalam pot porselin secara perlahan-lahan sampai polimer terbasahi oleh monomer.
Gambar 15. Pengukuran bubuk polimer
Gambar 16. Proses penuangan Gambar 17. Proses penuangan cairan monomer bubuk polimer
e. Awal waktu pengadukan dihitung/dicatat dengan stop watch, campuran polimer dan monomer diaduk dengan pisau malam bagian yang tumpul (Gambar 18) sampai homogen kemudian pot porselin ditutup. (Gambar 19)
Gambar 18. Pengadukan bubuk polimer akrilik dan cairan monomer akrilik
Gambar 19. Proses penutupan pot porselin
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 (Gambar 20). Setelah pengepresan, kuvet dibuka, plastik diangkat dan kelebihan resin akrilik dipotong dengan mengguakan pisau model tepat pada tepi cetakan. (Gambar 21)
Gambar 20. Proses pengepresan resin akrilik
Pengepresan
kedua
Gambar 21. Proses pemotongan kelebihan resin akrilik
j.
dilakukan,
masih menggunakan plastic dan kelebihan resin akan dipotong lagi. k. Pada pengepresan terakhir tidak menggunakan plastic, kuvet atas dan bawah harus rapat kemudian dipindahkan pada handpress. 2.3.2 Proses kuring Proses kuring resin akrilik dilakukan sesuai dengan aturan pabrik, ntuk merk QC20 : a. Memasak air pada dandang di atas kompor sampai mendidih (suhu 100C)
b. Kuvet yang telah diisi akrilik dan dalam keadaan dipres langsung dimasukkan pada air mendidih 100C selama 20 menit. (Gambar 22)
c. Kemudian api dimatikan.
Gambar 22. Pemasukan resin akrilik yang sedang di press ke dalam air mendidih
kompor
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.(Gambar 23)
Gambar 23. Proses pembukaan kuvet
Gambar 24. Hasil resin akrilik heat cured
3. HASIL PRAKTIKUM Pada praktikum ini dilakukan 3 kali percobaan dengan menggunakan metode manipulasi yang sama, namun terdapat perbedaan pada fase saat memasukkan adonan resin akrilik ke dalam mould. Percobaan tersebut antara lain:
1. Percobaan pertama, adonan resin akrilik dimasukkan ke dalam mould pada saat fase stringy 2. Percobaan kedua, adonan resin akrilik dimasukkan ke dalam mould pada saat fase dough 3. Percobaan ketiga, adonan resin akrilik dimasukkan ke dalam mould pada saat fase rubbery Tabel 1. Waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya perubahan fase pada masing masing percobaan Fase
Waktu Percobaan 1 (Stringy)
Waktu Percobaan 2 (Dough)
Waktu Percobaan 3 (Rubbery)
Sandy
0 detik
0 detik
0 detik
Stringy
26:41 detik
29 detik
1 menit 24 detik
Dough
6 menit 40 detik
4 menit 36 detik
3 menit 13 detik
11 menit 20 detik
11 menit 14 detik
8 menit 20 detik
1 jam 46 menit 51 detik
1 jam 54 menit 6 detik
1 jam 42 menit 38 detik
Rubbery Stiff
Tabel 2. Hasil manipulasi resin akrilik heat cured Pembeda Hasil Manipulasi
Waktu Percobaan 1 (Stringy)
Waktu Percobaan 2 (Dough)
Waktu Percobaan 3 (Rubbery)
Ada
Ada
Ada
Halus
Kasar
Cukup Kasar
Ada
Ada
Tidak Ada
Bintil
Tidak Ada
Ada Banyak
Ada
Warna
Terang
Gelap
Cukup Gelap
Porus
Tidak Ada
Tidak Ada
Tidak Ada
Sayap Kehalusan Permukaan Sisa Gips
4. TINJAUAN PUSTAKA
4.1 Kimia Polimerisasi Monomer
dapat
bergabung
bersama-sama
dengan
cara
baik
penambahan atau reaksi kondensasi. Dalam polimerisasi selain itu, monomer diaktifkan satu persatu dan ditambahkan bersama-sama dalam urutan untuk membentuk rantai berkembang. Dalam larutan polimerisasi (juga dikena lsebagai polimerisasi langkah pertumbuhan), komponen yang difungsi dan semua atau menjadi reaktif secara bersamaan. Chains kemudian tumbuh dengan menghubungkan bertahap dari monomer bifunctional yang biasanya, tapi tidak selalu, menghasilkan berat molekul rendah dengan produk, seperti air ataua lkohol, untuk "kentalkeluar" hence polimerisasi jangka kondensasi. (Anusavice KJ 2013) 4.2 Pnambahan Polimerisasi Kebanyakan resin gigi dipolimerisasi oleh mekanisme di mana monomer menambahkan berurutan pada akhir rantai berkembang. Polimerisasi selain dimulai dari pusat aktif, menambahkan satu monomer pada waktu untuk secara cepat membentuk rantai. Secara teori, rantai dapat tumbuh tanpa batas sampai seluruh monomer habis. Prosesnya sederhana, tetapi tidak mudah untuk mengontrol. Dua tipe dasar selain monomer polimerisasi ditemukan dalam produk gigi saat. Pertama berdasarkan pembukaan ikatan rangkap karbon-karbon dan bergabung untuk membentuk ikatan tunggal, dan yang lainnya didasarkan pada reaksi pembukaan cincin di mana cincin tiga atom rusak terbuka dan kemudian bergabung dengan cincin yang rusak lain untuk membentuk ikatan tunggal .unit double-ikatan karbon-karbon (-C = C-) dikenal sebagai kelompok vinyl, dan yang paling sering di contohkan dalam kedokteran gigi oleh monomer metakrilat (-C = C (CH3) -COOR). Monomer pembukaan cincin yang diwakili oleh senyawa imina yang mengandung yang mengandung dua karbon ditambah satu cincin nitrogen, seperti ditemukan dalam bahan kesanpolieter dan oleh senyawa epoksi dengan cincin yang mengandung dua karbon dan satuo ksigen, seperti yang ditemukan dalam perekat silorane dan resin restoratif. Dibandingkan dengan polimerisasi
langkah-pertumbuhan (dibahas kemudian dalam babini), polimerisasi selain dapat menghasilkan molekul raksasaukuran hamper tak terbatas. Tidak ada perubahan dalam komposisi selama polimerisasi selain. Artinya, makromolekul yang terbentuk dari monomer tanpa perubahan komposisi karena monomer dan polimer memiliki rumus empiris yang sama, di mana struktur monomer diulang berkali-kali dalam polimer. (Anusavice K.J. 2013) 4.3 Free-Radical Polimerisasi Reaksi polimerisas iradikal bebas biasanya terjadi dengan molekul tak jenuh yang mengandung ikatan ganda, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan berikut, dimana R merupakan salah organic kelompok, klorin, atau hidrogen. Dalam jenis reaksi, tidak ada produk sampingan diperoleh. Reaksi berlangsung dalam tiga tahap, yang disebut tahap inisiasi, propagasi, dan terminasi. Reaksi dapat dipercepat oleh panas, cahaya, dan jejak peroksida, serta trialkylborane dan bahan kimia lainnya. Dalam kasus apapun, reaksi dimulai oleh radikal bebas, yang dapat diproduksi oleh salah satu metode yang disebutkan, seperti yang ditunjukkan dalam persamaan di p. 190. Radikal bebas yang cukup untuk polimerisasi dapat diproduksi pada suhu kamar dengan reaksi akselerator kimia seperti aminatersier atau asam sulfinat dengan peroksida organik. FLNdihidroksietil para-toluidin, telah banyak digunakan sebagai akselerator dalam produk gigi. (Craig R.G Dan Powers J.M 2002) 1. Induction Untuk memulai proses polimerisasi adisi, harus terdapat radikal bebas. Radikal bebas dapat dihasilkan dengan mengaktifkan molekul monomer dengan sinar ultraviolet, sinar biasa, panas, atau pengalihan energy
dari
komposisi
lain
yang
bertindak
sebagai
radikal
bebas. Kimiawi radikal bebas yang digunakan untuk memulai polimerisasi bukanlah suatu katalis, karena masuk kedalam reaksi kimia dan menjadi bagian akhir dari komposisi kimia. Suatu istilah yang lebih akurat adalah inisiator / pemulai. Metode ini bergantung kepada pembentukan suatu persenyawaan dengan electron tidak
berpasangan (radikalbebas).Elektron yang tidak berpasangan membuat radikal tersebut amataktif.(AnusaviceK.J.2004)
2. Propagasi Dihasilkan radikal bebas-monomer kompleks kemudian bertindak sebagai pusat radikal bebas baru ketika mendekati monomer lain untuk membentuk dimer, yang juga menjadi radikal bebas. spesies reaktif ini, pada gilirannya, dapat menambahkan berturut-turut untuk sejumlah besar molekul etilen sehingga proses polimerisasi terus melalui penyebaran pusat reaktif. Karena sedikit energi diperlukan sekali pertumbuhan rantai dimulai, proses berlanjut dengan evolusi panas dan menyebabkan molekul polimer besar dalam hitungan detik. Secara teoritis, reaksi berantai harus terus sampai semua monomer telah dikonversi ke polimer antara set awal dan set terakhir. proses berlanjut untuk menyelesaikan pembentukan polimer yang diinginkan. Namun, reaksi polimerisasi tidak pernah cukup diselesaikan.Pertumbuhan rantai polimer berhenti ketika pusat reaktif dihancurkan oleh salah satu dari sejumlah reaksi pemutusan mungkin. Seluruh proses polimerisasi Selain dapat digambarkan sebagai serangkaian reaksi berantai. Proses ini terjadi dengan cepat, hampir seketika, dengan pelepasan energi eksotermal, dan berkembang panas yang cukup besar. (Anusavice K.J. 2013) 3. Rantai transfer Dalam proses ini radikal bebas aktif rantai berkembang ditransfer ke molekul lain (misalnya, monomer atau polimer tidak aktif rantai) dan radikal bebas baru untuk pertumbuhan lebih lanjut dibuat. Misalnya,
sebuah
molekul
monomer
dapat
diaktifkan
oleh
makromolekul berkembang sedemikian rupa bahwa penghentian terjadi di kedua Jadi, inti baru untuk hasil pertumbuhan. Dalam cara yang sama, rantai sudah dihentikan mungkin diaktifkan melalui transfer rantai, dan itu akan terus tumbuh. (Anusavice K.J. 2013)
4. Terminasi Meskipun pemutusan rantai dapat hasil dari transfer rantai, reaksi polimerisasi Selain yang paling sering dihentikan baik oleh kopling langsung dari dua radikal bebas ujung rantai atau dengan pertukaran atom hidrogen dari satu rantai berkembang ke yang lain. (Anusavice K.J. 2013) 5. PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini kami melakukan praktikum dengan judul Manipulasi Resin Akrilik Aktivasi Panas (Heat Cured Acrylic Resin). Resin akrilik polimerisasi panas adalah resin jenis poli(metil) metakrilat yang polimerisasinya dengan cara dilakukan pemanasan. Bahan resin akrilik juga digunakan sebagai pilihan dalam pembuatan basis gigi tiruan lepasan, karena proses pembuatannya yang mudah, harganya murah, mudah direparasi, estetik bagus. Ada dua komposisi dalam pembuatan resin akrilik heat cured, yaitu polimer (powder) dan monomer (liquid). Dalam pembuatan akrilik heat cured ini melalui beberapatahap yaitu mixing,pengisian (packing), flasking, pengepresan, curing dan deflasking.Bahan yang dibutuhkan adalah polimer polimetilmetakrilat dan liquid metal metakrilat dengan perbandingan yang dipakai dalam praktikum ini adalah 3:1. Resin akrilik mengalami beberapa tahapan polimerasi yaitu inisiasi, propagasi, dan, terminasi. 1. Inisiasi : proses polimerisasi membutuhkan penggerak berupa radikal bebas yaitu suatu peroksida yang sangat reaktif dan mempunyai inisiator. Pada reaksi ini satu molekul benzoil peroksida menghasilkan dua radikal bebas yang menggerakkan terjadinya polimerisasi dan disebut inisiator yang diaktifkan dengan cara menguraikan peroksida melalui pemanasan. 2. Propagasi : pembentukan rantai polimer dari reaksi antara molekul yang aktif dengan molekul lain. 3. Terminasi: reaksi antara dua rantai yang saling tumbuh sehingga terbentuk molekul yang stabil.
5.1 Tahap Persiapan
Tahap awal yang dilakukan adalah menyiapkan alat dan bahan untuk proses praktikum heat cured. Setelah itu, mengolesi permukaan mould dengan Could Mould Seal (CMS). CMS berfungsi agar akrilik tidak lengket saat diambil dari cetakan dan agar cairan metilmetakrilat tidak terserap ke dalam gipsum. Selain itu juga mencegah penguapan dari akrilik. 5.2 Tahap Mixing Pada tahap mixing ini melakukan pencampuran antara cairan monomer dengan bubuk polimer. Cairan monomer sebanyak 3 ml dituangkan ke dalam pot porselin kemudian bubuk yang telah ditimbang sebanyak 6 gr dimasukkan secara perlahan dan tunggu hingga seluruh permukaan terbasahi oleh monomer, lalu aduk. 5.3 Tahap Packing Hasil dari mixing antara polimer dan monomer ditempatkan ke dalam mould. Sebelum proses pengisian cetakan dengan adonan resin akrilik/tahap packing dilakukan, resin akrilik heat cured memiliki 5 fase yang dapat dibedakan bedasarkan ciri-cirinya, antara lain : 1. Sandy : Campuran monomer dan polimer masih seperti pasir basah 2. Stringy : Campuran monomer dan polimer akan terasa lengket jika disentuh dengan jari, berserat, flow masih tinggi dan sulit dimanipulasi. 3. Dough : Campuran monomer dan polimer tidak lengket, bersifat plastis, flow cukup dan mudah dimanipulasi. 4. Rubbery : Campuran antara monomer dan polimer tidak lengket, bersifat elastis, flownya rendah dan sulit dimanipulasi. 5. Stiff : Campuran antara monomer dan polimer tidak lengket, rigid/kaku, mudah patah dan sudah tidak bisa dimanipulasi. Dalam praktikum kami, kami memasukkan adonan ke dalam mould dengan 3 macam adonan, yaitu dalam fase stringy, fase dough, dan fase rubbery. Namun, dari ketiga adonan tersebut yang paling bagus hasilnya adalah fase dough, karena adonannya tidak lengket, bersifat plastis, mudah dibentuk, dan flow sangat baik untuk memenuhi seluruh ruangan cetakan. 5.4 Tahap Curing
Setelah adonan dimasukkan ke dalam mould dan dilakukan press percobaan serta handpress, kemudian kuvet dan handpress direndam di dalam air suhu kamar agar tidak terjadi penguapan dan membuat suhu dari ketiga adonan coba tersebut sama. Setelah itu di lakukan proses curing dengan cara kuvet dan handpress dimasukkan ke dalam dandang dengan suhu air 100oC selama 20 menit sesuai aturan pabrik. Setelah 20 menit matikan api kompor, kemudian tunggu hingga air kembali ke suhu normal. 5.5 Tahap Deflasking Tahap deflasking yaitu hasil cetakan dikeluarkan dari mould. Pengeluran dari mould harus dilakukan dengan mengangkat celah-celah kuvet secara memutar dengan pisau malam secara vertikal. Hal ini bermaksud agar hasil cetakan tidak mengalami distorsi atau patah. Penurunan suhu harus dilakukan secara perlahan karena jika dilakukan secara paksa seperti memasukkan ke air dingin akan menyebabkan kerusakan. Kuvet di buka ketika telah berada dalam suhu ruangan dengan cara membuka melalui celah kuvet dengan tangan atau alat bantu. Setelah terbuka, keluarkan resin akrilik secara perlahan agar tidak terjadi distorsi atau patah.
6. TIPE-TIPE KEGAGALAN DALAM RESIN AKRILIK AKTIVASI PANAS 1. Porositas Porositas terjadi karena adanya udara yang terjebak dalam adonan akibat pengadukan yang kurang tepat menyebabkan adonan kurang homogen, sehingga udara dalam adonan masih tersisa dan menyebabkan porus. Jenisjenis porositas diantaranya: 1. Shrinkage porosity : gelembung udara yang tidak teratur. 2. Gaseous porosity : gelembung udara yang teratur. 2. Sayap
Sayap dapat timbul dikarenakan kelebihan adonan saat dilakukan press percobaan dan tidak dipotong sempurna. Sayap juga dapat timbul dari human error saat proses manipulasi adonan. 3. Permukaan Kasar Bentukan permukaan akrilik kasar akibat permukaan mould yang memang kasar dan tidak rata. 4. Menempelnya Gipsum pada Resin Akrilik Menempelnya Gipsum pada Resin Akrilik akibat dari pengolesan CMS yang tidak rata pada mould sehingga bagian yang tidak terolesi akan melekat ke resin akrilik. 5. Bintil Terjadinya bintil akbat adonan terlalu encer dan saat dilakukan pengepresan hasilnya kurang padat dan menyisakan gelembung udara yang mengakibatkan bintil. 6. Warna Warna dari resin akrilik sama-sama merah muda, namun ada sedikit perbedaannya, dantaranya sebagai berikut: a. Fase Stringy : Merah muda agak terang b. Fase Dough : Merah muda c. Fase Rubbbery : Merah muda agak gelap
7. Kesimpulan Pada Resin Akrilik aktivasi panas (Heat Cured) mencapai hasil yang tepat bila manipulasi dilakukan secara benar. Fase yang tepat untuk penuangan adonan ke dalam cetakan (mould) adalah fase Dough . Karena pada fase dough, flow nya tinggi dan mudah dimanipulasi. Begitupulah hasil yang didapat lbih halus daripada Packing pada fase lainnya. Namun pada praktikum ini, masih didapatkan porous. Hal ini terjadi karena kesalahan saat manipulasi. Perubahan suhu yang terlalu drastis pada deflasking dapat menyebabkan porositas. Pada percobaan ini kita memang melewati proses deflasking yang tidak sesuai dengan prosedur dikarenakan untuk menghemat waktu. Kegagalan yang lain pada semua percobaan
adalah adanya sayap. Sayap ini dikarenakan karena kurang bersihnya pemotongan sisa adonan yang kurang tepat dan pengepresan yang kurang sempurna.
DAFTAR PUSTAKA Anusavice, KJ 2012, Philips’ Science of Dental Materials.11th ed. St. Louis: Saunders. pp.100-101 Manappallil, JJ. 2003. Basic Dental Materials. Second Edition. New Delhi: Jaypee Brothers Medical Publisher. pp. 110-111 Craig, GR dan Powers, JM. 2002. Restorative Dental Materials, 11th edition. Missouri : Morby, lnc. pp.189-190
