BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. A. Hasil Penelitian Penelitian tentang pengaruh jumlah volume filler wt% terhadap ketahanan

Transkripsi

1 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian Penelitian tentang pengaruh jumlah volume filler wt% terhadap ketahanan fraktur resin komposit nanosisal telah dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu UGM, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Laboratorium Mikrobiologi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Laboratorium Faktultas Teknik Mesin D3 UGM. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan fraktur pada resin komposit nanosisal dan resin komposit nanofiller. Bahan resin komposit yang digunakan dalam penelitian ini adalah resin komposit nanofiller filtek Z350 dari 3M ESPE dengan warna A3. Pembuatan sampel dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Jumlah sampel adalah 20 sampel yang dibagi dalam beberapa kelompok perlakuan. Setiap kelompok terdiri dari lima sampel. Sampel berukuran 2 mm x 2 mm x 25mm. Sampel diukur ketahanan fraktur dengan menggunakan Universal Testing Machine kemudian dimasukkan dalam rumus ketahanan fraktur Hasil perhitungan ketahanan fraktur resin komposit nanosisal dan resin komposit nanofiller dapat dilihat pada tabel berikut: 30

2 31 Tabel 1. Hasil uji ketahanan fraktur Spesimen 60% 65% 70% RK Sintetis Ketangguhan retak (Mpa-m 1/2 ) Rata-Rata (Mpa-m 1/2 ) Hasil uji ketahanan fraktur kemudian diuji dengan menggunakan uji perbandingan rata-rata one-way anova apabila syarat untuk uji tersebut semua terpenuhi. Salah satu syarat uji one-way anova adalah data berdistibusi normal. Uji normalitas yang digunakan adalah Shapiro Wilk karena sampel kurang dari 50 sampel.

3 32 Tabel 1. Uji normalitas ketahanan fraktur Ketahanan Fraktur Perlakuan Shapiro-Wilk Statistic df Sig. 60% * 65% * 70% * Resin Komposit nanofiller * Hasil uji menunjukan bahwa pada perlakuan 60% memiliki sebaran data yang tidak normal karena dibawah batas kritis 0.05 (Sig. < 0.05). Oleh karena itu, uji perbandingan rata-rata one-way anova tidak dapat digunakan. Alternatif uji one-way anova apabila syarat tidak terpenuhi adalah uji nonparametrik Kruskall Wallis. Tabel 2. Uji Kruskall-Wallis, rata-rata peringkat perlakuan Perlakuan N Mean Rank 60% * Ketahanan 65% 5 7* Fraktur 70% 5 6.9* Resin Komposit * Total 20 ` Tabel diatas menunjukkan bahwa peringkat rata-rata kontrol dengan menggunakan resin komposit lebih tinggi dari kelompok perlakuan lainnya. Peringkat rata-rata dari perlakuan 60% lebih tinggi daripada kelompok 65% dan 70%, sedangkan kelompok 70% memilki peringkat rata-rata terendah.

4 33 Tabel 3. Hasil uji non-parametrik Kruskall Wallis antar kelompok resin komposit nanosisal dan resin komposit nanofiller. Uji Ketahanan Fraktur Chi-Square Df Asymp. Sig * Nilai signifikansi dari tabel diatas ditunjukkan dengan Asymp. Sig. Tabel diatas menunjukkan nilai signifikansi sebesar Angka signifikansi memiliki nilai lebih dari batas kritis (Asymp. Sig >0.05). Oleh karena itu, hasil uji menunjukkan terdapat perbedaan yang tidak bermakna antara empat kelompok perlakuan. Selanjutnya, untuk mengetahui signifikansi/perbedaan bermakna antar kelompok dapat diketahui dengan melakukan uji Mannwhitney. Tabel 4. Hasil uji Mann-Whitney Konsentrasi Resin Komposit 60% 65% 70% Konsentrasi nanofiller 60% % % RK sintetis Tabel diatas menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang bermakna antara kelompok 60% dan 65%, begitu juga diikuti dengan kelompok 60% dan 70%, 60% dan kelompok Resin komposit nanofiller, 65% dan 70%, 65% dan resin komposit nanofiller, 70% dan resin komposit nanofiller.

5 34 B. Pembahasan Hasil penelitian ketahanan fraktur kelompok sampel nanosisal menunjukkan rata-rata 28,61 Mpa-m 1/2, 11,77 Mpa-m 1/2, dan 11,56 Mpa-m 1/2 secara berurutan pada kelompok 60%, 65%, 70% sedangkan pada kelompok kontrol (3M ESPE z350) rata-ratanya adalah 35,36 Mpa-m 1/2. Perbedaan 6,75 Mpa-m 1/2 antara kelompok 60% dan nanofiller sintetis tersebut mungkin disebabkan adanya porusitas saat pengadukan bahan. Alasan tersebut didikung oleh Pickering et al., (2016) menyatakan serat alami sebagai bahan alternatif resin komposit diikuti pula oleh ditemukanya beberapa kekurangan sifat dari resin komposit dengan filler nanosisal. Salah satu kekurangan terebut adalah porositas. Porositas adalah adanya gelembung udara/ ruang kosong yang terjebak di dalam material. Faktor-faktor yang mempengaruhi porositas diantaranya adalah bentuk, ukuran dan lokasi porositas, sifat mekanis serat, dan penyerapan kelembapan (Almeida et al., 2001). Menurut Pickering et al., (2016), porusitas memiliki pengaruh yang besar terhadap sifat mekanis komposit pada umumnya. Selain itu menurut hasil penelitian Almeida et al., (2001) menunjukkan bahwa efek porusitas terhadap kekuatan mekanis dapat berbeda pada setiap uji mekanis. Beberapa tes mekanis tidak menunjukkan perbedaan yang signfikan terhadap efek porositas material. Tingkat porositas rendah sangat esensial untuk kekuatan mekanis resin komposit nanosisal. Penelitian yang dilakukan oleh (Kastner et al., 2010) menunjukkan bahwa terdapat korelasi langsung antara porositas dan sifat

6 35 mekanis seperti kekuatan tekan, ketahanan fraktur begitu juga dengan modulus elastisitas material. Ketahanan fraktur menurun 7% setiap 1% porusitas pada sampel. Hal inilah yang mengakibatkan resin komposit nanosisal memiliki ketahanan fraktur yang rendah jika dibandingkan dengan resin komposit sintetis. Hasil uji ketahanan fraktur pada ketiga kelompok nanosisal yang memiliki persentase berat 60%, 65%, dan 70% menujukkan rata-rata ketahanan fraktur secara berurutan 28,61 Mpa-m 1/2, 11,77 Mpa-m 1/2, dan 11,56 Mpa-m 1/2. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa kelompok 60% memiliki nilai kekuatan uji ketahanan fraktur paling tinggi diabandingkan dengan kedua kelompok lainnya. Hasil ini didukung oleh penelitian yang dilakukan oleh Venkateshappa et al., (2010) menggunakan sisal dengan membandingkan persentase berat sisal 60 wt% dan 50 wt%. Pada kelompok sampel yang memiliki persentase filler sisal 60% memiliki daya serap air yang lebih rendah daripada kelompok sampel dengan persentase filler 50 wt%. Kekuatan ikatan antara serat sisal dan matriks resin yang berkurang disebabkan oleh penyerapan kelembapan. Serat sisal yang bersifat hidrofilik menyerap kelembapan dari lingkungan dan terbentuk ikatan hidrogen diantara gugus hidroksil sisal dan air. Hal ini mungkin disebabkan karena fiber yang bersifat hidrofilik, menyerap air lebih sedikit pada kelompok 60%. Ketika menggunakan komposit 50 wt%, terjadi penyerapan kelembapan yang lebih sehingga ikatan yang terjadi tidak baik antara permukaan serat dan matriks resin. Mekanisme yang pertama terjadi adalah molekul air diserap secara langsung ke gugus hidrofilik serat

7 36 sisal. Selanjutnya, molekul air tertarik kedalam gugus hidrofilik lain pada pada rantai utama selulosa. Hal ini menghasilkan adhesi yang kurang baik antara matriks resin dan serat sisal sebagi filler dan berakibat putusnya ikatan crosslink antara dua material tersebut (Ilomäki, 2011). Oleh karena penyerapan kelembapan yang lebih mengakibatkan pembentukan porus pada sampel penelitian. Penelitian yang telah dilakukan oleh Nunna et al., (2012) menunjukkan bahwa komposit serat alam dengan 58-65wt% mempunyai peningkatan sifat ketahanan fraktur yang signifikan. Hasil tersebut sesuai dengan uji ketahanan fraktur pada kelompok 60% yang memiliki kekuatan tertinggi. Apabila kelompok 60 wt% dibandingkan dengan kelompok 65% dan 70%, kelompok 65% dan 70% lebih rendah pada nilai uji ketahanan fraktur. Hasil tersebut dipengaruhi oleh adanya transfer tegangan yang kurang pada kelompok 65% dan 70%. Peningkatan sifat mekanis diakibatkan oleh adanya ikatan adhesive yang sempurna antara filler dan matrik sehingga tegangan yang disalurkan ke dalam matrik mampu ditahan dengan baik (Betan et al., 2014). Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa nilai optimal filler pada resin komposit nanosisal ada 60%. Ketahanan fraktur yang optimal pada penelitian dicapai apabila berat sisal 60%. Hal ini dapat terjadi karena matriks resin mempunyai kekuatan optimal dalam berikatan dengan sisal atau dengan kata lain matriks resin mempunyai wettability yang terbatas untuk serat sisal. Wettability adalah istilah untuk menjelaskan adesi relatif dua buah fluida atau lebih terhadap sebuah

8 37 permukaan benda padat atau dengan kata lain kemampuan fluida yang dapat membasahi (menyebar atau menempel) pada permukaan (Moustafa et al., 2015). Oleh karena itu, pada sampel 65% dan 70% ikatan crosslink yang terjadi antara serat sisal dan matriks resin tidak dapat berikatan dengan sisal sepenuhnya dan berdampak pada ketahanan fraktur.