Priyawan Rachmadi,drg.,Ph.D PSKG-UNLAM

MECHANICAL, PHYSICAL & CHEMICALMECHANICAL, PHYSICAL & CHEMICALPROPERTIESPROPERTIES

Priyawan Rachmadi,drg.,Ph.D Priyawan Rachmadi,drg.,Ph.D Program Studi Kedokteran Gigi - UNLAMProgram Studi Kedokteran Gigi - UNLAM

DENTAL DENTAL MATERIALMATERIAL

• Bahan Ked.Gigi dikembangkan, Bahan Ked.Gigi dikembangkan, diproduksi diproduksi & dipilih berdasar sifat & dipilih berdasar sifat

PhysicalPhysicalChemical Chemical MechanicalMechanicalBiological PropertiesBiological Properties

PHYSICAL PROPERTIESPHYSICAL PROPERTIES(sifat fisik)(sifat fisik)

1. 1. OpticalOptical2. 2. Thermal Thermal / Termo-/ Termo-dinamikdinamik3. 3. ElectricalElectrical4. 4. Other propertiesOther properties

OPTICAL PROPERTIESOPTICAL PROPERTIES

OPTICAL PROPERTIESOPTICAL PROPERTIES

1. Colour1. Colour2. Measurement of Colour 2. Measurement of Colour 3. Pigmentation3. Pigmentation4. Metamerism4. Metamerism5. Fluorescence5. Fluorescence6. Opacity, Translucency & 6. Opacity, Translucency & TransparencyTransparency

ColourColour (warna)(warna)

• • Hasil dr respon psikologis terhadap Hasil dr respon psikologis terhadap stimulus fisikstimulus fisik..

SinarSinar – dipantulkan mel. Benda/obyek -- – dipantulkan mel. Benda/obyek -- diterima reseptor dalam retina mata & diterima reseptor dalam retina mata & diteruskan ke otak disortir diteruskan ke otak disortir warna warna

tampaktampak

ColourColour

• • Grassmann’s Law Grassmann’s Law

Mata membedakan warna berdasar 3 Mata membedakan warna berdasar 3 parameterparameter

* * Dominant wavelengthDominant wavelength ( ( ) ) -- -- huehue

* * Luminous reflectanceLuminous reflectance -- -- valuevalue

* * Excitation purityExcitation purity -- -- chromachroma

**Dominant wavelengthDominant wavelength ( ( ))

- - Panjang Gelombang terlihat 400nm – Panjang Gelombang terlihat 400nm – 700nm700nm

- - Warna antara violet – merahWarna antara violet – merah ( ( HHUUEE ))

ColourColour

* Luminous reflectance* Luminous reflectance

Mendeteksi warna antara Hitam – PutihMendeteksi warna antara Hitam – Putih

HitamHitam nilainya : 0 nilainya : 0 PutihPutih nilainya : nilainya : 100100

( ( ValueValue ) )

ColourColour

* Excitation purity* Excitation purity

Gradasi dari acromatic sampai warna Gradasi dari acromatic sampai warna penuh penuh tertentu ( 0 – 1 ) tertentu ( 0 – 1 ) CromaCroma

Kontras & Saturasi Kontras & Saturasi ditambahditambah

ColourColour

00

11

• • Berdasar dari 3 indeks:Berdasar dari 3 indeks:HueHue menentukan warna apa menentukan warna apaValueValue gelap terangnya warna gelap terangnya warnaChromaChroma kecerahan warna kecerahan warna

Munsell Color Munsell Color SystemSystem

Pengukuran WarnaPengukuran Warna

• • Obyek menampakkan warna yang Obyek menampakkan warna yang berbeda bila berbeda bila

terkena sumber sinar yang berbedaterkena sumber sinar yang berbeda

* * MenyulitkanMenyulitkan wakwaktutu mememilihmilih warnawarna gigigigi

MetamerismMetamerism

• • Benda / obyek memancarkan cahaya Benda / obyek memancarkan cahaya bila sinar bila sinar

lampu / cahaya meneranginyalampu / cahaya meneranginya

FluorescenceFluorescence

• • Gigi asli tampak berpendar & hilang bila Gigi asli tampak berpendar & hilang bila gelap.gelap.

ada beberapa jenis porselen tidak ada beberapa jenis porselen tidak berpendarberpendar

FluorescenceFluorescence

• • TransparanTransparan [ Bening, seperti kaca ] [ Bening, seperti kaca ]

Cahaya tidak ada yang di absorbsiCahaya tidak ada yang di absorbsi

• • TranslusenTranslusen Cahaya yang masuk, Cahaya yang masuk,

sebagian di absorbsi, sebagian di sebagian di absorbsi, sebagian di pantulkanpantulkan

• • Opaque Opaque Semua cahaya di absorsi Semua cahaya di absorsi

Transparency, Translucency, Transparency, Translucency, Opacity Opacity

Transparency, Translucency, Transparency, Translucency, Opacity Opacity

Warna dan Estetik Warna dan Estetik gigigigi

Estetika dari restorasi dipengaruhi faktor :Estetika dari restorasi dipengaruhi faktor :

WarnaWarna

Translusensi Translusensi (tembus cahaya)(tembus cahaya)

GlossyGlossy (mengkilap=sejumlah refleksi (mengkilap=sejumlah refleksi cahaya)cahaya)

Fluoresensi Fluoresensi (pendaran objek bila terkena (pendaran objek bila terkena cahaya)cahaya)

Warna dan Estetik Warna dan Estetik gigigigi

THERMAL PROPERTIESTHERMAL PROPERTIES

TemperatureTemperatureSuhu merupakan sifat fisik panas Suhu merupakan sifat fisik panas atau dingin, diukur dgn atau dingin, diukur dgn termometer atau thermocoupletermometer atau thermocoupleSatuan : Satuan : Celsius, KelvinCelsius, Kelvin atau atau FahrenheitFahrenheit

Dibidang kedokteran gigi :Dibidang kedokteran gigi :- panas yg. Timbul ok bur pd - panas yg. Timbul ok bur pd

gigigigi- pembuatan gigi tiruan- pembuatan gigi tiruan- Panas ketika polimerisasi- Panas ketika polimerisasi

Sifat fisik yang berdasar hukumSifat fisik yang berdasar hukum termo-termo-dinamikdinamik

Thermal conductivityThermal conductivity

Coefficient ofCoefficient of thermal thermal expansionexpansion

Conductor :Conductor :• • High thermal conductivity, High thermal conductivity, penghantar panas yang baikpenghantar panas yang baik

Insulator :Insulator :Low thermal conductivity, tidak Low thermal conductivity, tidak menghantarkan panasmenghantarkan panas

Thermal ConductivityThermal Conductivity [ kemampuan mengalirkan panas ][ kemampuan mengalirkan panas ]

Coefficient of thermal Coefficient of thermal expansionexpansion

= = Koefisien linier dari ekspansi termalKoefisien linier dari ekspansi termal

perubahan panjang per-satuan panjang perubahan panjang per-satuan panjang apabila temperatur dinaikkan / apabila temperatur dinaikkan /

diturunkan 1˚C diturunkan 1˚C

dapat terjadi dapat terjadi perubahan perubahan dimensidimensi

Perubahan dimensiPerubahan dimensi

Persentasi penyusutan dan Persentasi penyusutan dan ekspansi suatu materialekspansi suatu material

Disebabkan karena reaksi kimia Disebabkan karena reaksi kimia atau adanya perbedaan atau adanya perbedaan temperatur dari material temperatur dari material

Konduktor dan Konduktor dan InsulatorInsulator • • LogamLogam konduktor yang baik konduktor yang baik

contoh emas, perak amalgamcontoh emas, perak amalgam

• • Enamel & dentinEnamel & dentin insulator yang insulator yang baik baik

gunanya proteksi pulpagunanya proteksi pulpa

• • AkrilikAkrilik koefisien konduktivitas koefisien konduktivitas termal rendahtermal rendah

(low coefficient of thermal (low coefficient of thermal conductivity)conductivity)

Insulator yang baik. Insulator yang baik.

Sesuai untuk pemakai gigi tiruan.Sesuai untuk pemakai gigi tiruan.

Restorasi (dapat terjadi ekspansi atau kontraksi yg berbeda gigi asli ketika terjadi perubahan temperatur ) menyebabkan terjadinya kebocoran tepi restorasi disebut “percolation”

Ekspansi dan KontraksiEkspansi dan Kontraksi

PercolationPercolation

Masuk dan keluarnya cairan

di antara restorasi dengan gigi

(pada daerah tepi) yang

disebabkan adanya perbedaan

koefisien linier dari ekspansi

termal material

ELECTRICAL ELECTRICAL PROPERTIESPROPERTIES

Sifat elektrisSifat elektris

• • GalvanismGalvanism: Timbulnya arus elektris : Timbulnya arus elektris dari dari satu logam ke logam lain satu logam ke logam lain dalam dalam cairan. cairan.• • CorrosionCorrosion: Kerusakan logam karena : Kerusakan logam karena reaksi reaksi kimia atau kimia atau elektrokimia.elektrokimia.• • TarnishTarnish: Kerusakan permukaan : Kerusakan permukaan logam logam yg. disebabkan perubahan yg. disebabkan perubahan warna.warna.

Logam dan GalvanismLogam dan Galvanism

• • Aluminium, potensial elektroda Aluminium, potensial elektroda tinggi cepat laruttinggi cepat larut

ke cairanke cairan

• • Emas, potensial elektroda rendahEmas, potensial elektroda rendah

• • Bila kedua logam kontak ,Bila kedua logam kontak , gejala ngilu dan rasa logamgejala ngilu dan rasa logam

Korosi dari logamKorosi dari logamPenurunan sifat logam disebabkan oleh korosi. Penurunan sifat logam disebabkan oleh korosi. Korosi Korosi perusakan logam / alloy karena perubahan perusakan logam / alloy karena perubahan kimia, perubahan elektro-kimia atau perubahan kimia, perubahan elektro-kimia atau perubahan fisik. fisik.

Contoh: Contoh: logam yang tidak sejenis berkontak logam yang tidak sejenis berkontak - (misal stainless steel dengan cobalt - (misal stainless steel dengan cobalt

chromium alloy), chromium alloy), - pelarutan elektro-kimia dari - pelarutan elektro-kimia dari logam yang kurang logam yang kurang mulia (steel) akan lebih banyak. mulia (steel) akan lebih banyak.

Korosi logam dapat dipercepat secara mekanik Korosi logam dapat dipercepat secara mekanik pengpengausan permukaan logam.ausan permukaan logam.

TarnishTarnish

Tarnish Tarnish korosi ringan / permukaan, ditandai korosi ringan / permukaan, ditandai perubahan perubahan warna logam / alloy karena warna logam / alloy karena perubahan kimia, perubahan kimia, perubahan elektro- perubahan elektro-kimia atau perubahan fisik. kimia atau perubahan fisik.

OTHER’S PROPERTIESOTHER’S PROPERTIES

Solubility & SorptionSolubility & Sorption

••Solubility:Solubility: Kelarutan dalam air Kelarutan dalam air (semua (semua material gigi mengalami material gigi mengalami sampai batas sampai batas tertentu)tertentu)

• • Sorbtion:Sorbtion: Pengambilan cairan oleh Pengambilan cairan oleh material material (Biasanya terbatas (Biasanya terbatas untuk polimer seperti untuk polimer seperti akrilik) akrilik)

SolubilitySolubility• • Ceramic (porselen), kelarutannya paling Ceramic (porselen), kelarutannya paling

sedikit dari semua materialsedikit dari semua material

• • Molekul yang tidak bereaksi dalam Molekul yang tidak bereaksi dalam

polimer sangat mudah larutpolimer sangat mudah larut

Misal: Misal: Soft denture linersSoft denture liners

• • Ion-ion Fluorida dari glass ionomerIon-ion Fluorida dari glass ionomer

SorptionSorption • • Absorption :Absorption :

Penyerapan cairan oleh benda padat Penyerapan cairan oleh benda padat contoh : Pengambilan cairan oleh contoh : Pengambilan cairan oleh akrilik, akrilik,

pada pada denture saddlesdenture saddles dan dan soft soft linersliners

• • Adsorption :Adsorption : Konsentrasi dari molekul pd Konsentrasi dari molekul pd permukaan permukaan padatpadat

contoh : Saliva pada gigicontoh : Saliva pada gigi

PHYSICAL PROPERTIESPHYSICAL PROPERTIES(sifat fisik)(sifat fisik)

1. 1. OpticalOptical2. 2. Thermal Thermal / Termo-/ Termo-dinamikdinamik3. 3. ElectricalElectrical4. 4. Other propertiesOther properties5. Rheological5. Rheological6. Abrasion6. Abrasion

RHEOLOGICAL RHEOLOGICAL PROPERTIESPROPERTIES

Mempelajari Mempelajari Flow Flow suatu bendasuatu benda

Flow benda cair diukur dg. Flow benda cair diukur dg. ViscosityViscosityFlow benda padat diukur dg. Flow benda padat diukur dg. Creep & Creep & ViscoelasticityViscoelasticityViscosity : Viscosity : Ketahanan suatu cairan agar tdk Ketahanan suatu cairan agar tdk mengalirmengalir

VISCOSITY VISCOSITY Benda mengalir ok. External force (gravity), Benda mengalir ok. External force (gravity), molekul / atom bergerak kearah atom molekul / atom bergerak kearah atom terdekat ( terjdi rusak ikatan dan terjdi terdekat ( terjdi rusak ikatan dan terjdi ikatan baru) ikatan baru)

PRINCIPLES of ADHESIONPRINCIPLES of ADHESION

Adhesion : Adhesion : Kekuatan Kekuatan perlekatanperlekatan dua benda dua benda

berbeda. berbeda. (pada (pada intimate contactintimate contact))

• • Adhesion antar benda padat Adhesion antar benda padat • • Adhesion antara benda padat dgn. Adhesion antara benda padat dgn. benda cair benda cair

Criteria of Criteria of AdhesionAdhesion

AdhesiveAdhesive- - wettabilitywettability benda oleh adhesivebenda oleh adhesive

- - viscosityviscosity adhesiveadhesive - morphology / - morphology / surface roughnesssurface roughness bendabenda

interfaceinterface

substratesubstrate

substratesubstrate

adhesiveadhesiveSyarat permukaan Syarat permukaan yang akan dilekatkan yang akan dilekatkan harus harus ““clean & dry”clean & dry”

WettabilityWettabilityKemampuan adhesive membasahi Kemampuan adhesive membasahi permukaan benda permukaan benda

Kemampuan Kemampuan membasahi membasahi tergantung dari tergantung dari ““surface energy”surface energy” masing masingmasing masing bendabenda

LiquidLiquidsolidsolid

Surface Energy (Surface tension)Surface Energy (Surface tension)Energi dipermukaan benda Energi dipermukaan benda