KONSER RESIN KOMPOSIT

Pengertian Resin Komposit Resin komposit adalah suatu jenis bahan yang merupakan hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun sifat fisiknya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut. Sedangkan resin komposit dalam bidang restorasi gigi merupakan bahan matriks yang didalamnya ditambahkan pasi anorganik (quartz, partikel silica koloid). Klasifikasi Resin Komposit Resin komposit dapat diklasifikasikan atas dua bagian yaitu menurut ukuran filler dan menurut cara aktivasi. Ukuran filler Berdasarkan besar filler yang digunakan, resin komposit dapat diklasifikasikan atas resin komposit tradisional, resin komposit mikrofiler, resin komposit hibrid dan resin komposit partikel hibrid ukuran kecil. Resin Komposit Tradisional Resin komposit tradisional juga dikenal sebagai resin konvensional. Komposit ini terdiri dari partikel filler kaca dengan ukuran rata-rata 10-20μm dan ukuran partikel terbesar adalah 40μm. Terdapat kekurangan pada komposit ini yaitu permukaan tambalan tidak bagus, dengan warna yang pudar disebabkan partikel filler menonjol keluar dari permukaan. Resin Komposit Mikrofiler Resin mikrofiler pertama diperkenalkan pada akhir tahun 1970, yang mengandungcolloidal silica dengan rata-rata ukuran partikel 0.02μm dan antara ukuran 0.01-0.05μm. Ukuran partikel yang kecil dimaksudkan agar komposit dapat dipolish hingga menjadi permukaan yang sangat licin. Ukuran partikel filler yang kecil bermaksud bahan ini dapat menyediakan luas permukaan filler yang besar dalam kontak dengan resin. Resin Komposit Hibrid Komposit hibrid mengandung partikel filler berukuran besar dengan rata-rata berukuran 15-20μm dan juga terdapat sedikit jumlah colloidal silica, dengan ukuran partikel 0.01-0.05μm. Perlu diketahui bahawa semua komposit pada masa sekarang mengandung sedikit jumlah colloidal silica, tetapi tidak mempengaruhi sifat-sifat dari komposit itu. Resin Komposit Partikel Hibrid Ukuran Kecil Untuk mendapatkan ukuran partikel yang lebih kecil daripada sebelumnya telah dilakukan perbaikan metode dengan cara grinding kaca. Ini menyebabkan kepada pengenalan komposit yang mempunyai partikel filler dengan ukuran partikel kurang dari 1μm, dan biasanya berukuran 0.1-1.0μm, yang biasanya dikombinasi dengan colloidal silica. Partikel filler berukuran kecil memungkinkan komposit dipolish permukaannya sehingga menjadi lebih rata dibanding partikel filler berukuran besar. Komposit ini dapat mencapai permukaan yang lebih rata karena setiap permukaan kasar yang dihasilkan dari partikel filler adalah lebih kecil dari partikel filler. Cara Aktivasi Cara aktivasi dari resin komposit dapat dibagi dua yaitu dengan cara aktivasi secara khemis dan aktivasi mempergunakan cahaya. Aktivasi secara khemis Produk yang diaktivasi secara khemis terdiri dari dua pasta, satu yang mengandungbenzoyl peroxide (BP) initiator dan yang satu lagi mengandung aktivator aromatic amine tertier. Sewaktu aktivasi, rantai –O–O– putus dan elektron terbelah diantara kedua molekul oksigen (O). Pasta katalis dan base diletakkan di atas mixing pad dan diaduk dengan menggunakan instrument plastis selama 30 detik. Dengan pengadukan tersebut, amine akan bereaksi dengan BP untuk membentuk radikal bebas dan polimerisasi dimulai. Adonan yang telah siap diaduk kemudian dimasukkan ke dalam kavitas dengan menggunakan instrument plastis atau syringe. Aktivasi mempergunakan cahaya Sistem aktivasi menggunakan cahaya pertama kali diformulasikan untuk sinar ultraviolet (UV) membentuk radikal bebas. Pada masa kini, komposit yang menggunakan curing sinar UV telah digantikan dengan sistem aktivasi sinar tampak biru yang telah diperbaiki kedalaman curing, masa kerja terkontrol, dan berbagai kebaikan lainnya. Disebabkan kebaikan ini, komposit yang menggunakan aktivasi sinar tampak biru lebih banyak digunakan dibanding material yang diaktivasi secara khemis. Komposit yang menggunakan aktivasi dari sinar ini terdiri dari pasta tunggal yang diletakkan dalam syringe tahan cahaya. Pasta ini mengandung photosensitizer, Camphorquinone (CQ) dengan panjang gelombang diantara 400-500 nm danamine yang menginisiasi pembentukan radikal bebas. Bila bahan ini, terkontaminasi sinar tampak biru (visible blue light, panjang gelombang ~468nm) memproduksi fase eksitasi dari photosensitizer, dimana akan bereaksi dengan amine untuk membentuk radikal bebas sehingga terjadi polimerisasi lanjutan. Working time bagi komposit tipe ini juga tergantung pada operator. Pasta hanya dikeluarkan dari tube pada saat ingin digunakan karena terkena sinar pada pasta dapat menginisiasi polimerisasi. Pasta diisi kedalam kavitas, disinar dengan sinar biru dan terjadi polimerisasi sehingga bahan resin mengeras. Camphorquinone(CQ) menyerap sinar tampak biru dan membentuk fase eksitasi dengan melepaskan elektron seperti amine (dimetyhlaminoethyl methacrylate [DMAEMA]). Gambar “:” menerangkan elektron tunggal yang diberikan oleh amine kepada grup >C=O (ketone) didalam CQ. Setelah diaktivasi, CQ memisahkan atom hidrogen daripada karbon-α yang bertentangan dengan grupamine dan hasilnya adalah amine dan radikal bebas CQ. Radikal bebas CQ ini sudah bersedia untuk diaktivasi. Bagian Utama Resin Komposit Reinforcement Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit seperti contoh serat. Serat (fiber) adalah suatu jenis bahan berupa potongan-potongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh. Serat dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu : Serat Alami Serat Sintesis (serat buatan manusia) Jenis-jenis serat Jenis-jenis serat yang banyak tersedia untuk menggunakan komposit dan jumlahnya hampir meningkat. Kekakuan spesifik yang tinggi (kekakuan dibagi oleh berat jenisya) dan kekuata spesifik yang tinggi (kekuatan dibagi oleh berat jenisnya) serat-serat tersebut yang disebut Advanced Composit . pembahasan yang mendalam dari jenis-jenis serat dan cara-cara pembuatannya dapat ditemukan dalam buku Chawla (1987). Matriks Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matrik mempunyai fungsi sebagai berikut : Mentransfer tegangan ke serat secara merata. Melindungi serat dari gesekan mekanik. Memegang dan mempertahankan serat pada posisinya. Melindungi dari lingkungan yang merugikan. Tetap stabil setelah proses manufaktur. Sifat-sifat matrik : Sifat mekanis yang baik. Kekuatan ikatan yang baik. Ketangguhan yang baik. Tahan terhadap temperatur. Menurut Gibson (1994) matrik dalam struktur komposit dapat dibedakan menjadi: Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC) Bahan ini merupajan bahan komposit yang sering digunakan, biasa disebut polimer berpenguat serat (FRP – Fibre Reinforced Polymers or Plastics).Bahan ini menggunakan suatu polimer berbahan resin sebagai matriknya, dan suatu jenis serat seperti kaca, karbon dan aramid (Kevlar) sebagai penguatannya. Komposit ini bersifat : Biaya pembuatan lebih rendah Dapat dibuat dengan produksi massal Ketangguhan baik Tahan simpan Siklus pabrikasi dapat dipersingkat Kemampuan mengikuti bentuk Lebih ringan. Jenis polimer yang sering digunakan (Sudira, 1985) : Thermoplastic Thermoplastic adalah plastik yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic akan meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan. Contoh dari thermoplastic yaitu Poliester, Nylon 66, PP, PTFE, PET, Polieter sulfon, PES, dan Polieter eterketon (PEEK). Thermoset Thermoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan thermoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik jenis thermoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifat thermoplastic. Contoh dari thermoset yaitu Epoksida, Bismaleimida (BMI), dan Poli-imida (PI). Macam-Macam Komposit Ditinjau dari unsur pokok penyusun komposit, maka komposit dapat dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain : Komposit Lapis Komposit lapis merupakan jenis komposit yang terdiri atas dua lapisan atau lebih yang digabung menjadi satu dimana setiap lapisannya memiliki karakteristik berbeda. Sebagai contoh adalah Polywood Laminated Glass yang merupakan komposit yang terdiri dari lapisan serat dan lapisan matriks, komposit ini sering digunakan sebagai bangunan. Komposit Serpihan Suatu komposit serpihan terdiri atas serpih-serpih yang saling menahan dengan mengikat permukaan atau dimasukkan kedalam matriks. Sifat-sifat khusus yang dapat diperoleh adalah bentuknya yang besar dan permukaannya yang datar. Komposit Partikel Komposit yang dihasilkan dengan menempatkan partikel-partikel dan sekaligus mengikatnya dengan suatu matriks bersama-sama. Contoh komposit partikel yang sering dijumpai adalah beton, dimana butiran-butira pasir diikat bersama dengan matriks semen. Komposit Serat Komposit serat yaitu komposit yang terdiri dari serat dan matriks. Komposit jenis ini hanya terdiri dari satu lapisan. Serat yang digunakan dapat berupa serat sintesis (asbes, kaca, boron) atau serat organik (selulosa, polipropilena, polietilena bermodulus tinggi, sabut kelapa, ijuk, tandan kosong sawit, dll). Berdasarkan ukuran seratnya, komposit serat dapat dibedakan menjadi komposit berserat panjang dan diameternya sebesar <100mm serat pendek ini dapat diorentasikan atau didistribusikan secara acak. Komposit serat panjang lebih mudah diorientasikan dibanding serat pendek, akan tetapi komposit serat pendek lebih memiliki rancang design lebih banyak. Contoh Material Komposit Sejumlah sistem klasifikasi telah digunakan untuk komposit berbasis resin. Jenis-jenis resin komposit dapat dilihat berdasarkan ukuran partikel bahan pengisi, polimerisasi, dan viskositas. Berikut adalah contoh material resin komposit. (Powers, 2008) 2.5.1 Komposit tradisional(macrofiller) Komposit tradisional sudah digunakan sejak akhir tahun 1960-an dan awal tahun 1970-an. Kemudian sudah mengalami sedikit modifikasi selama bertahun- tahun. Komposit tradisional disebut juga komposit konvesional/ komposit berbahan pengisi makro/ ukuran partikel pengisi relatif besar. Bahan pengisi yang sering digunakan untuk bahan komposit ini adalah quartz giling. Resin komposit tradisional memiliki ukuran partikel relatif besar, sekitar 8-12 µm. bahan ini mempunyai permukaan yang kasar dan cenderung berubahwarna. Komposit berbahan pengisi mikro (microfiller) Untuk mengatasi masalah kekasaran permukaan pada resin komposit tradisional, dikembangkan suatu bahan yang menggunakan partikel silika koloidal sebagai bahan pengisi anorganik. Partikel individu berukuran 0,04-0,4 µm. Karena memiliki ukuran filler yang kecil komposit ini memiliki ikatan yang lemah sehingga kekuatannya rendah, tetapi memiliki nilai estetis yang bagus dan permukaan yang halus. Komposithibrid Komposit hibrid merupakan kombinasi dari dua komposit dengan ukuran partikel yang berbeda. Ada dua jenis resin komposit. Komposit mikrohibrid yaitu gabungan komposit tradisional dan mikro. Rata-rata ukuran partikel komposit mikrohibrid adalah 0,4-,1 µm. Katagori bahan komposit ini dikembangkan dalam rangka memperoleh kehalusan permukaan yang lebih baik daripada komposit partikel kecil sehingga estetisnya setara dengan komposit berbahan mikro. Sifat-sifat umum seperti sifat fisik dan mekanik dari komposit mikrohibrid berada diantara bahan komposit tradisional dan bahan pengisi mikro, sehingga mikrohibrid lebih unggul sifat-sifatnya dibandingkan dengan komposit berbahan mikro. Sedangkan, komposit nanohibrid merupakan gabungan dari komposit microfiller dan komposit nanofiller, rata-rata berukuran 0,2-3 µm. Komposit nanohibrid memiliki sifat fisik dan mekanis yang baik serta mudah dipoles (permukaannyahalus). Komposit Nanofiller Komposit nanofiller memiliki filler yang tinggi, memiliki estetis yang baik, serta kekuatan dan ketahanan yang hampir sama dengan mikrofiller. Nanofiller memiliki partikel kecil dengan ukuran rata-rata 0,02-0,1 µm. Bahan Pembentuk Komposit 2.6.1 MatriksResin Resin adalah komponen aktif kimia dalam komposit. Bentuknya adalah monomer cair. Bisphenol-A-Glycidyl Methacrylate (Bis-GMA), Urethane Dimethacrylate (UEDMA) dan Trietilen Glycol Dimethacrylate (TEGDMA) merupakan Dimetakrilat yang umum digunakan dalam resin komposit (Gambar 1). (Noort, 2007) Gambar 1. Bis-GMA Kegunaan matriks resin ini adalah untuk membentuk ikatan silang polimer yang kuat pada bahan komposit dan mengontrol konsistensi pada resin komposit. Matriks resin mengandung monomer dengan viskositas tingga (kental) yaitu BIS- GMA yang disintesis melalui reaksi antara bisphenol A dan glycidyl methacrylate oleh Bowen. Monomer dengan viskositas rendah juga terkandung didalamnya yaitu TEGDMA dan UDMA. Matriks resin memiliki kandungan ikatan ganda karbon reaktif yang dapat berpolimerisasi bila terdapat radikalbebas. (Noort, 2007) UEDMA TEGDMA Gambar 2. UEDMA dan TEGDMA Partikel Bahan Pengisi(Filler) Partikel bahan pengisi (filler) adalah material anorganik yang ditambahkan pada matriks resin. Partikel bahan pengisi yang benar-benar berikatan dengan matriks akan meningkatkan sifat bahan matriks, sifatnya seperti mengurangi pengerutan ketika terjadi polimerisasi matriks resin, mengurangi penyerapan air dan ekspansi koefisien panas, dan meningkatkan sifat mekanis seperti kekuatan, kekakuan, kekerasan, dan ketahanan abrasi atau pemakaian. Filler yang digunakan dalam resin komposit adalah partikel silika anorganik. Faktor-faktor yang penting lainnya yang menentukan sifatdan aplikasi klinis komposit adalah jumlah bahan pengisi yang ditambahkan, ukuran partikel dan distribusinya, radiopak, dan kekerasan. (Powers, 2008) Berdasarkan ukuran partikel filler, komposit dibagi menjadi empat yaitu macrofiller, microfiller, hybrid, nanofiller. Makin besar ukuran partikel maka ikatannya makin lemah dan mudah terjadi abrasi ketika makan, minum atau penyikatan gigi, menyebabkan yang tertinggal hanyalah resin matriks sehingga permukaan menjadikasar. (Powers, 2008) Partikel bahan pengisi umumnya berupa quartz atau kaca dengan ukuran partikel berkisar antar 0,1-100 µm yang diperoleh dengan penggilingan dan silika dengan ukuran koloidal ± 0,04 µm yang secara kolektif disebut bahan pengisi mikro dan diperoleh dari proses pirolitik atau pengendapan. (Powers, 2008) BahanCoupling Matriks resin dan partikel bahan pengisi yang saling berikatan memungkinkan matriks polimer lebih fleksibel dalam meneruskan tekanan ke partikel pengisi yang lebih kaku. Ikatan antara keduanya diperoleh dengan adanya bahan coupling yaitu bahan interfasial yang menyatukan matriks resin dan filler, bahan ini berfungsi untuk mengikat filler ke matriks dan juga sebagai bahan stress absorber yang akan meneruskan tekanan dari matriks ke partikel pengisi. (Phillip, 2007) Adapun kegunaannya yaitu untuk meningkatkan sifat mekanis dan fisik resin dan untuk menstabilkan hidrolitik dengan pencegahan air. Ikatan ini akan berkurang ketika komposit menyerap air dari penetrasi bahan pengisi resin. Bahan pengikat yang paling sering digunakan adalah organosilanes (3-metoksi-profil-trimetiksilane) (Gambar 3). Selain itu, zirconates dan titanates juga sering digunakan. (Phillip, 2007) Gambar 3. 3- Methacryloxypropyltrimethoxysilane. Keuntungan dan Kerugian Resin Komposit Perawatan karies gigi salah satunya dapat dilakukan restorasi dengan menggunakan resin komposit. Penggunaan resin komposit tentu memiliki keuntungan dan kerugiannya. Keuntungan penggunaan resin komposit adalah warnanya yang mirip dengan gigi sehingga resin komposit mempunyai estetik yang baik. Resin komposit tidak hanya digunakan untuk menutup karies, tetapi juga digunakan untuk memperbaiki penampilan gigi dengan mengubah warna gigi atau membentuk anatomi gigi.Resin komposit merupakan bahan restoratif yang memiliki kemampuan baik untuk mengikat enamel sehingga dapat mendukung struktur gigi yang tersisa dimana dapat mencegah kerusakan dan melindungi gigi dari perubahan temperatur yang berlebihan.Bahan resin komposit termasuk bahan yang aman digunakan. Reaksi alergi akibat penggunaan bahan resin komposit sangat sedikit. Selain keuntungan yang dimiliki resin komposit, namun kekurangan dari resin komposit pun ada.warna resin komposit dapat berubah secara perlahan jika pasien minum teh, kopi ataupun makanan yang mengandung zat pewarna. Setelah prosedur perawatan selesai, gigi pasien dapat mengalami sensitif. Sensitifitas yang dihubungkan dengan restorasi resin komposit dilaporkan sekitar 10 % dari total keseluruhan restorasi. Hal ini disebabkan oleh adanya celah mikro / microleakage yang dapat menyebabkan bakteri yang merangsang internal stress. Sensitifitas tersebut dapat diatasi dengan cara melakukan prosedur inkremental, isolasi yang baik, dan menggunakan basis untuk melindungi pulpa. Kegunaan Resin Komposit Resin komposit merupakan bahan restoratif yang digunakan untuk menumpat gigi yang mengalami karies gigi, selain itu resin komposit dapat digunakan sebagaibahan logam dan jembatan (prosthodontic resin),sebagai pasak,sebagai semen pada orthodontic brackets, maryland bridges, ceramic crown, inlay, onlay, dan sebagaipit dan fisur sealant,serta dapat memperbaiki restorasi porselen yang rusak. Philips, Kenneth J. Anusavice. Buku Ajar Ilmu Bahan Kedokteran Gigi 10 ed. Jakarta : EGC, 2003 William, J.C.,2003. Progress in Structural Materials for Aerospace Systems (ed.51st). Acta Materialia. Diharjo K., Jamasri, Soekrisno R., Rochardjo H.S.B., 2008. Kajian Sifat Fisis- Mekanis dan Akustik Komposit Sandwich Serat Kenaf-Polyester Dengan Core kayu Sengon Laut. Jurusan Teknik Mesin dan IndustriFT-UGM : Yogyakarta. Daniel, 2007. Karakteristik Komposit Berpenguat Serat Bambu dan Serat Gelas Sebagai alternative bahan baku Industri. Jurusan Teknik Fisika FTI ITS : Surabaya. Agus, 2012. Karakteristik Komposit Karbon-Karbon Berbasis Limbah Organik Hasil Proses Tekan Panas. FT – Departemen Teknik Metalurgi dan Material Kekhususan Komposit UI : Depok. Rimbun Turnip, 2010. Penggunaan Komposit. FT UI : Depok. Sudarsono, 2012. Kajian Sifat Mekanik Material Komposit Propeler Kincir Angin Standar NACA 4415 Modifikasi. Jurusan Teknik Mesin Institut Sains&Teknologi AKPRIND : Yogyakarta.