KARAKTERISASI SIFAT FISIK DAN MEKANIK KOMPOSIT HIDROKSIAPATIT-BOROSILIKAT DIBUAT DENGAN TEKNIK PRESSURE SINTERING

Burmawi, Burmawi (2018) KARAKTERISASI SIFAT FISIK DAN MEKANIK KOMPOSIT HIDROKSIAPATIT-BOROSILIKAT DIBUAT DENGAN TEKNIK PRESSURE SINTERING. Doctoral thesis, Universitas Andalas.

Preview	Text (File Abstrak) Abstrak.pdf - Published Version Download (435kB) | Preview
Preview	Text (File Bab I) BAB I PENDAHULUAN.pdf - Published Version Download (261kB) | Preview
Preview	Text (File Bab V) BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.pdf - Published Version Download (141kB) | Preview
Preview	Text (File Daftar Pustaka) DAFTAR PUSTAKA.pdf - Published Version Download (202kB) | Preview
	Text (File Disertasi Lengkap) Disertasi Burmawi 1430412011 Full.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (3MB)

Abstract

Dewasa ini pemanfaatan biomaterial sudah sangat berkembang baik di dunia industri, olahraga bahkan dunia medis. Di dunia medis salah satu pemanfaataan material ini adalah untuk graft tulang atau untuk implan. Pemakaian biomaterial ini diharapkan mampu memperbaiki dan mengganti fungsi tulang yang ada, sehingga tulang dapat berfungsi normal. Selama ini untuk mengganti dan memperbaiki fungsi tulang dilakukan dengan dengan memanfaatkan material logam. Namun penggunaan logam ini memiliki beberapa kelemahan antara lain: harganya mahal, pemasangannya berjangka artinya dalam jangka tertentu harus dibuka kembali, bersifat korosif dan memberikan efek negatif lainnya. Untuk mengatasi kelemahan yang dimiliki oleh material logam ini perlu dicari material alternatif yang dapat memperbaiki atau mengganti tulang manusia. Material alternatif sebagai pengganti tulang yang dipilih pada penelitian ini adalah serbuk tulang sapi (HAp), karena tulang sapi memiliki kandungan 93% adalah hidroksiapatit dan 7% tricalcium phosphate. Bahan alami ini sangat cocok bila digunakan sebagai bahan subtitusi tulang, sedangkan sebagai partikel pengikat digunakan borosilikat. Sepanjang pengetahuan kami belum ada penelitian tentang hidroksiapatit dengan borosilikat terutama tentang sifat fisis maupun mekaniknya. Sehingga perlu dilakukan dengan memvariasikan komposisi, gaya kompaksi tekanan dan temperatusr sintering. Dalam penelitian ini ditentukan karakteristik dari hidroksiapatit tulang sapi, kemudian dianalisa karakteristik material biokomposit hidroksiapatit-borosilikat, selanjutnya ditentukan dan dianalisa sifat mekanik material biokomposit hidroksiapatit dengan penambahan borosilikat dengan memvariasikan komposisi, kuat tekanan cetakan dan temperatur sintering. Pada penelitian ini dilakukan dua proses. Pertama adalah proses pembentukan material hidroksiapatit dari tulang sapi dan kedua yaitu pembentukan dan pengujian fisik serta mekanik komposit hidroksiapatit-borosilikat secara mekanik. Proses pertama dilakukan dengan beberapa tahap. Tahap pertama yaitu dengan mengekstrak hidroksiapatit dari tulang sapi. Tulang sapi dibersihkan untuk menghilangkan unsur pengotor yang tersisa pada tulang. Setelah itu dilakukan pemotongan dengan ukuran rata-rata 5 cm. Setelah dipotong tulang sapi tersebut direbus dalam panci/presto sampai mendidih selama 3 jam. Perebusan dimaksudkan untuk mengeluarkan sisa kotoran atau lemak yang ada pada tulang, kemudian dijemur. Tahap kedua adalah menghancurkan tulang sapi dengan mesin penghancur. Serbuk tulang sapi tersebut kembali direbus ulang untuk menghilangkan lemak dan protein-protein yang terkandung dalam serbuk tulang tersebut. Kemudian serbuk tulang di jemur sampai kering. Untuk mendapatkan ukuran serbuk yang seragam maka serbuk tersebut perlu diayak dengan ayakan ukuran yang tetentu. Tahap ketiga adalah proses kalsinasi. Kalsinasi dilakukan dalam sebuah tungku. Kalsinasi dilakukan pada temperatur 1000°C selama 3 dan 6 jam untuk mendapatkan hidroksiapatit tulang sapi. Tahap keempat adalah tahap pengujian karakterisasi. Karakterisasi dilakukan dengan alat XRD, FTIR dan SEM. Hal ini digunakan untuk melihat senyawa maupun struktur mikro dari senyawa yang terbentuk dari proses yang dilakukan ini Pembentukan dan pengujian komposit hidroksiapatit-borosilikat dilakukan dengan tahapan sebagai berikut: tahap pertama adalah tahapan untuk membentuk komposit hidroksiapatit-borosilikat dengan cara mencampur hidroksiaptit, SiO2 dan HBr dengan komposisi 90 :10, 85: 15, 80:20, 75:25 dan 70:30. Pencampuran dilakukan dengan bantuan ball milling dengan putaran 200 rpm, diameter bola 10 mm dengan jumlah 35 buah serta waktu pencampuran 60 menit. Tahap kedua proses pembentukan spesimen uji dengan bantuan alat uji tekan dibentuk menjadi pellet dengan ukuran diameter 10 mm, tinggi 10 mm dengan gaya kompaksi yang divariasikan sebesar 5 KN, 15 KN dan 25 KN. Tahap ketiga proses sintering, proses sintering ini dilakukan untuk membuat material komposit secara mikrostruktur menjadi lebih rapat dan dengan temperatur sintering terjadi proses pengikatan antara matrik dan filler dalam material komposit tersebut. Temperatur sintering yang digunakan adalah pada temperatur 800, 900 dan 1000°C selama 3 jam. Tahap ke empat adalah tahap pengujian baik pengujian karakterisasi dengan XRD, FTIR dan SEM untuk melihat senyawa maupun struktur mikro dari komposit yang terbentuk dari proses yang dilakukan. Tahap kelima adalah tahap pengujian baik fisik maupun mekanis dari komposit hidroksiapatit-borosilikat, sifat fisik yang diuji adalah sifat densitas dan porositasnya. Sementara untuk sifat mekanik yang diuji adalah kekuatan tekan sekalian dengan modulus elastisitasnya. Hasil analisis yang pada serbuk tulang sapi setelah dilakukan perlakuan mekanik yang berbeda dan dikalsinasi pada temperatur 1000°C selama 3 dan 6 jam ternyata hasil karakterisasi menunjukan yang didapat adalah hidroksiapatit tulang sapi dan sesuai dengan standar JCPDS 9-432. Sementara itu dalam pembentukan komposit hidroksiapatit-Borosilikat didapat hasilnya sebagai berikut: densitas yang dihasilkan dengan densitas terendah sebesar 0,00174 dan yang tertinggi 0,00376. Porositas yang tertinggi sebesar 59 % dan terendah sebesar 10 %. Nilai kekuatan tekan nilai tertinggi dihasilkan sebesar 52 MPa dan nilai modulus elastisitas yang maksimum adalah sebesar 6,492 GPa. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa karakteristik hidroksiapatit tulang sapi yang dihasilkan sudah memenuhi standar hidroksiapatit yang ada. Densitas, porositas, kekuatan tekan dan modulus elastisitas yang dihasilkan dari pembentukan komposit hidroksiapatit-borosilikat ini dipengaruhi oleh temperatur sintering, gaya kompaksi dan komposisi dari borosilikat.

Actions (login required)

View Item