i

LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL I

Topik : Setting Time Bahan Cetak Alginat Berdasarkan Variasi Suhu

Air

Grup : A5a

Tgl. Praktikum : 13 Maret 2012

Pembimbing : drg. Asti Meizarini

Penyusun:

1. Lia Ismatul 021111074

2. Diah Ariesa 021111075

3. Fiesta Devy 021111076

4. Dina Puspitasari 021111077

5. Joseph Leonardo 021111078

6. Cornelia Melinda 021111079

7. Nayu Nur Annisa 021111080

8. Nabila Vidyazti 021111082

DEPARTEMEN ILMU MATERIAL KEDOKTERAN GIGI

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2012

1

1. TUJUAN

Mampu memanipulasi dengan tepat material cetak alginat serta membedakan

perbedaan waktu setting alginat berdasarkan variasi suhu air.

2. BAHAN DAN ALAT

2.1 BAHAN

Alginat

Gambar 1. Alginat.

Air pada suhu kamar

Air panas

Air dingin

2.2 ALAT

Bowl (mangkuk karet)

Spatula

Gambar 2. Bowl dan Spatula.

2

Gelas ukur

Stopwatch

Termometer digital

Gambar 3. Termometer digital

Timbangan analitik / digital

Gambar 4. Timbangan Analitik

Lempeng Kaca

Cetakan bentuk cincin dari paralon diameter 3 cm, tinggi 16 mm

Alat uji waktu setting berupa batang akrilik diameter 6 mm, panjang

10 cm

3. CARA KERJA

1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Cetakan berbentuk cincin diletakkan di atas lempeng kaca.

3. Air suhu kamar diukur sebanyak 19 mL

3

4. Menimbang bubuk alginat sesuai takaran pabrik yakni sekitar 7-8 gram

untuk 19 mL air.

5. Mengukur temperatur air, lalu menuangkannya ke dalam bowl terlebih

dahulu. Selanjutnya, ditambahkan bubuk alginat yang telah ditimbang

sebelumnya. Stopwatch dinyalakan secara bersamaan ketika bubuk mulai

dicampurkan dengan air.

6. Mengaduk alginat dan air menggunakan spatula dengan gerakan angka 8,

membentuk putaran 180° intermitten sambil menekan adonan alginat

pada dinding bowl sampai halus dan homogen. Pengadukan juga

dilakukan dengan cara menekan spatula pada dinding bowl dengan cepat

dan memutar perlahan mangkuk karet hingga adonan menjadi halus.

Gambar 5. Hand-mixing alginat

7. Setelah 45 detik, pengadukan dihentikan, alginat yang sudah berbentuk

cream dan homogen dimasukkan ke dalam cetakan bentuk cincin hingga

berlebih. Adonan diratakan dengan spatula.

Gambar 6. Campuran halus, homogen, dan creamy dari adonan

alginat

4

8. Dengan interval setiap 5 detik, batang akrilik disentuhkan pada

permukaan adonan alginat, kemudian ditarik dengan cepat. Ujung alat uji

tersebut dikeringkan dengan tissue. Tahap tersebut di ulang hingga tidak

ada bekas adonan yg menempel pada batang akrilik (initial setting) dan

dilanjutkan hingga tidak ada bekas tekanan dari ujung alat uji (final

setting).

9. Tahap pengerjaan di atas diulang menggunakan suhu air yang lebih

dingin.

10. Tahap pengerjaan di atas diulang menggunakan suhu air yang lebih

panas.

11. Hasil waktu setting dibedakan dengan variasi suhu dalam bentuk tabel.

4. HASIL PERCOBAAN

No W/P

(ml/gr)

Suhu (°C ) Initial Setting

(minutes)

Final Setting

(minutes)

1 19 : 7,86 16,1 3:01 3:25

2 19 : 7,86 18,6 2:55 3:12

3 19 : 7,86 29,5 2:00 2:11

4 19 : 7,86 29,5 2:00 2:16

5 19 : 7,86 33,4 1:32 1:43

6 19 : 7,86 35,2 1:54 2:01

Tabel 1. Hasil percobaan setting time alginat berdasarkan variasi suhu air

Pada percobaan ini, digunakan alginat tipe regular set, yang memiliki

waktu setting 2-4,5 menit dengan rasio W/P yang sama di setiap percobaan, yaitu

19 : 7,86 ml/gr.

5. PEMBAHASAN

Alginat diklasifikasikan sebagai bahan cetak hidrokoloid irreversible,

sebab substansi dasarnya berupa koloid yang direaksikan dengan air sebagai

medium pendispersi, serta tidak dapat kembali menjadi wujud dasarnya setelah

bereaksi membentuk wujud sol. Alginat digunakan untuk mencetak detail

5

minimal, seperti yang diperlukan untuk membuat model studi. Bahan cetak

Alginat umumnya digunakan untuk pekerjaan prostetik dan ortodontik.

Alginat merupakan polimer dari anhidra 1-4-β-D mannuronat dan asam L-

guluronat, berbahan dasar kelompok polisakarida alami yang diekstrak dari

rumput laut coklat

Gambar 7. Struktur kimia dari asam alginat (Philips, 2003, hal. 240)

Berikut adalah komposisi dari bahan cetak alginat beserta fungsi dari tiap-tiap

komponennya.

Komponen Presentase Berat Fungsi

Kalium alginate 15 Sebagai pelarut di dalam air

dan bereaksi dengan ion

kalsium

Kalsium sulfat 16 Reaktor; bereaksi dengan

kalium alginat membentuk gel

kalsium alginat tidak larut air

Oksida seng 4 Partikel pengisi

Kalium titanium fluorida 3 Accelerator dalam

pengerasan stone

Diatomaceous earth 60 Partikel pengisi

Natrium fosfat 2 Retarder; bereaksi khusus

dengan ion kalsium untuk

menyediakan waktu kerja

sebelum gelasi

Tabel 2. Komposisi Alginat (Philips, 2003, hal. 240)

6

Berdasarkan waktu pengerasannya, bahan cetak Alginat diklasifikasikan ke dalam

2 tipe :

1. Fast set type, yang mengeras dalam waktu 1 - 2 menit dan digunakan untuk

mencetak rahang anak-anak atau penderita yang mudah mual.

2. Regular set type, yang mengeras dalam waktu 2 – 4,5 menit dan dipakai

untuk pemakaian rutin.

Type Mixing time

(seconds)

Working time

(minutes)

Setting time

(minutes)

Fast set 45 1,2 – 1,5 1,5 - 30

Regular set 60 1 – 2 3 - 4,5

Tabel 3. Sifat tipe fast set dan regular set dari bahan cetak alginat (M.S.

Koudi dan Sanjayagouda B. Patil, 2007, hal. 33)

Setting reaksi alginat secara sederhana dapat dituliskan sebagai berikut.

Alginat (larut dalam air) + kalsium sulfat kalsium alginat (tidak larut)

Alginat dapat berupa kalium atau natrium. Alginat bereaksi cepat dengan kalsium

sulfat menjadi kalsium alginat. Produksi kalsium alginat ini sangat cepat sehingga

tidak cukup waktu kerja, maka ditambah garam yang larut dalam air, misalnya

trinatrium fosfat (Na3PO4) untuk memperpanjang waktu kerja. Reaksi yang terjadi

bila sejumlah kalsium sulfat, kalium alginat, dan trinatrium fosfat dicampur dan

sebagian atau seluruhnya dilarutkan dalam air dengan proporsi yang tepat, yaitu

sebagai berikut.

2Na3PO4 + 3CaSO4 Ca3 (PO4) 2 + 3Na2SO4

Bila pasokan trinatrium fosfat menipis, ion kalsium mulai bereaksi dengan kalium

alginat, membentuk kalsium alginat. Setelah itu, mulailah terjadi inisial setting

time, yang diikuti dengan final setting time dan peningkatan viskositas material

secara cepat.

K2nAlg + nCaSO4 nK2SO4 + CanAlg

7

Garam yang ditambahkan sebagai penghambat yaitu trisodium fosfat, Na/K fosfat,

K oksalat atau K karbonat. Pada umumnya, rata – rata 16 gram bubuk dicampur

dengan 38 mL air, proses gelasi akan terjadi antara 3 – 4 menit pada suhu ruang.

Setting time dari alginat harus cukup bagi dokter gigi untuk mencampur material,

memindahkan pada sendok cetak, dan mencetakkannya pada mulut pasien.

(Philips, 2003, hal. 241)

Dalam praktikum ini digunakan alginate dengan tipe regular set type.

Faktor – faktor yang mempengaruhi setting time alginate :

1. Rasio W/P

Seperti reaksi kimia pada umumnya, reaksi akan berlangsung lebih

cepat jika konsentrasi pereaksi diperbesar. Zat yang konsentrasinya besar

mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga partikel –

partikelnya tersusun lebih rapat dibandingkan zat yang konsentrasinya rendah.

Partikel yang susunannya lebih rapat, akan lebih sering bertumbukan

dibandingkan dengan partikel yang susunannya renggang sehingga

kemungkinan terjadinya reaksi makin besar. Hal itulah yang menyebabkan:

- Semakin besar rasio W/P, maka akan semakin memperlambat setting time.

- Semakin kecil rasio W/P, maka akan semakin mempercepat setting time.

(Philips, 2003, hal. 242)

Perbedaan rasio W/P selain berdampak pada waktu setting, juga

mempengaruhi karakteristik dari alginat itu sendiri. Rasio W/P yang rendah

meningkatkan kekuatan, ketahanan sobek, konsistensi, dan menurunkan

fleksibilitas. Sebaliknya, rasio W/P yang tinggi menurunkan kekuatan,

ketahanan sobek, konsistensi, dan menurunkan fleksibilitas. (M.S. Koudi dan

Sanjayagouda B. Patil, 2007, hal. 33)

Pada praktikum ini, tidak dilakukan percobaan untuk menguji

pengaruh perbedaan rasio W/P terhadap setting time alginate, sehingga

digunakan rasio W/P yang sama di setiap percobaan yakni sesuai aturan

pabrik, yaitu 7-8 gram bubuk alginat untuk 19 mL air.

8

2. Temperatur air

Menaikkan temperatur akan mengakibatkan energi gerak atau energi

kinetik partikel bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. Dengan

frekuensi tumbukan yang semakin besar, maka kemungkinan

terjadinya tumbukan efektif yang mampu menghasilkan reaksi juga semakin

besar. Suhu atau temperatur ternyata juga memperbesar energi potensial

suatu zat. Zat – zat yang energi potensialnya kecil, jika bertumbukan akan

sukar menghasilkan tumbukan efektif. Hal ini terjadi karena zat – zat tersebut

tidak mampu melampaui energi aktivasi. Dengan menaikkan suhu, maka hal

ini akan memperbesar energi potensial sehingga ketika bertumbukan akan

menghasilkan reaksi. Hal inilah yang menyebabkan:

- Semakin tinggi suhu air, semakin cepat setting-nya.

- Semakin rendah suhu air, semakin lambat waktu setting-nya.

(John F. McCabe and Angus Wall, 2008, hal. 159)

Gambar 8. Pengaruh kenaikan suhu terhadap setting time alginat tiap

kenaikan 10oC (Philips, 2003, hal. 242)

Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa teori yang disebutkan di atas

adalah benar. Hal ini dibuktikan dari hasil percobaan pada tabel 1 nomor 1, 3,

dan 5. Pada nomor 1, digunakan air dingin pada suhu 16,1oC sebagai medium

pendispersi, nomor 3 digunakan air biasa dengan suhu 29,5oC, sedangkan pada

9

nomor 5 digunakan air panas dengan suhu 33,4oC. Dengan rasio w/p yang

sama yaitu 7,86 gr pada masing-masing percobaan didapatkan hasil bahwa

semakin tinggi suhu air, maka semakin cepat pula waktu setting-nya.

3. Cara pengadukan.

Pengadukan merupakan salah satu faktor yang mempercepat terjadinya

reaksi kimia. Hal itu dikarenakan pengadukan memperbesar peluang

terjadinya tumbukan antar partikel. Dengan frekuensi tumbukan yang semakin

besar, maka kemungkinan terjadinya tumbukan efektif yang mampu

menghasilkan reaksi juga semakin besar.

- Semakin cepat pengadukan, yaitu semakin banyak jumlah pengadukan

dalam satu menit, maka semakin cepat waktu setting-nya.

- Semakin lambat pengadukan, yaitu semakin sedikit jumlah pengadukan

dalam satu menit, maka semakin lama waktu setting-nya.

(John F. McCabe and Angus Wall, 2008)

Faktor cara pengadukan inilah yang diperkirakan menjadi

penyebabkan adanya perbedaan antara teori dan hasil praktikum. Pada

percobaan nomor 1 , 5 dan 6 tidak sesuai dengan teori temperatur air yakni

“Semakin tinggi suhu air, maka akan semakin cepat waktu setting-nya.”

Ketikdaksesuaian itu kemungkinan disebabkan oleh faktor situasional, yaitu

cara pengadukan yang berbeda. Pada tabel 1 nomor 6, seharusnya waktu

setting-nya lebih cepat daripada tabel 1 nomor 5. Hal itu mungkin terjadi,

karena pada praktikum ini digunakan operator ( pengaduk ) yang berbeda di

setiap percobaan sehingga jumlah pengadukan tiap menit, pada tabel 1 nomor

5 lebih banyak dibandingkan dengan tabel 1 nomor 6.. Akibatnya, tumbukan

antar partikel yang menghasilkan terjadinya reaksi, lebih banyak pada nomor 5

sehingga setting time-nya lebih cepat.

10

Faktor kesalahan manusia dalam melakukan percobaan (human error) juga

diduga menjadi salah satu penyebab ketidak sesuaian hasil praktikum dengan teori

sebelumnya. Saat menentuan initial setting dan final setting, penggunaan interval

waktu 5 detik dalam menyentuhkan ujung alat uji akrilik ke permukaan adonan

alginat diperkirakan tidak dapat mencatat secara akurat ketepatan setting time.

Ketika adonan alginat telah mencapai initial setting, ujung alat uji akrilik belum

disentuhkan ke permukaan adonan sehingga tidak diketahui bahwa sebenarnya

adonan tersebut telah mencapai initial setting. Hal inilah yang membuat

perbedaan antara waktu initial setting yang sebenarnya dengan waktu yang

tercatat. Hal yang sama juga terjadi saat menentukan waktu final setting.

Contoh human error lainnya, adalah besar tekanan yang diberikan pada

saat ujung alat uji akrilik menyentuh permukaan adonan pada saat final setting.

Hal ini disebabkan karena pengujian dilakukan oleh orang yang berbeda sehingga

tekanan yang diberikan juga berbeda. Ketika adonan sudah memasuki tahap final

setting ujung alat uji tidak akan memberikan bekas tekanan di permukaan adonan,

namun jika tekanan yang diberikan terlalu besar, maka pada saat final setting pun

masih tetap tampak bekas ujung alat uji akrilik. Hal itu yang menyebabkan

perbedaan waktu final setting yang sebenarnya dengan waktu final setting yang

kami catat.

6. SIMPULAN

Berdasarkan praktikum ini, dapat disimpulkan bahwa ada beberapa faktor

yang mempengaruhi setting time alginat. Faktor utamanya adalah variasi

temperatur air yang digunakan sebagai medium pendispersi alginat. Semakin

tinggi suhu airnya, maka semakin cepat waktu setting-nya. Sebaliknya, semakin

rendah suhu air, maka semakin lambat waktu setting-nya. Selain itu, faktor yang

mempengaruhi adalah kecepatan pengadukan. Semakin banyak jumlah

pengadukan dalam 1 menit, maka setting time-nya semakin cepat. Hal ini

disebabkan karena pengadukan memperbesar peluang terjadinya tumbukan efektif

antar partikel, yang menghasilkan terjadinya reaksi.

11

DAFTAR PUSTAKA

Anusavice, Kenneth 2003, Phillips’ Science of Dental Material 11th

ed, St. Louis:

Saunders Elsevier Ltd.

Koudi, MS and Sanjayagouda B. Patil 2007, Dental Materials: Prep Manual for

Undergraduates, Kundli: Elsevier

Nandini, V. Vidyashree, etc 2007, „Alginate impressions: A Practical

Perspective‟, Journal of Conservative Dentistry. Retrieved March 15, 2012,

from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2813082/

McCabe, JF and Angus WG Walls 2008, Applied Dental Materials 9th

ed.,

Victoria: Blackwell, Inc.