Serat Tekstil

Tekstil atau juga disebut sebagai kain, adalah lembaran fleksibel yang terdiri dari jaringan serat alami atau buatan.

Serat merupakan bahan baku utama dalam pembuatan tekstil. Serat dapat dipintal (spinning) menjadi benang untuk kemudian dijadikan kain dengan cara ditenun (weaving) atau dirajut (knitting). Bahkan serat juga bisa langsung dirubah menjadi kain dengan cara kempa (felting).

Satuan materi, baik alami maupun buatan, yang membentuk elemen dasar kain dan struktur tekstil lainnya disebut Serat. Serat merupakan bentuk terkecil yang terlihat pada bahan tekstil.

Serat tekstil yang digunakan untuk produksi benang atau kain harus memiliki beberapa sifat. Serat tekstil memiliki beberapa karakteristik yang berbeda dibandingkan serat untuk kebutuhan industri lain.

Persyaratan penting untuk serat yang akan dipintal menjadi benang meliputi:

• panjang minimal 5 milimeter,
• kelenturan (flexibility),
• kekompakan (cohesiveness), dan
• kekuatan yang cukup (strength).

Disamping sifat-sifat di atas, terdapat properti penting lainnya yang harus diperhatikan yaitu:

• elastisitas (elasticity),
• kehalusan (fineness),
• keseragaman (uniformity),
• daya tahan (durability).

Sifat-sifat Serat

Sifat-sifat serat dapat diklasifikasikan berdasarkan berbagai faktor seperti:

• Sifat visual/fisik
• Bentuk mikroskopis
• Sifat kimia
• Sifat mekanis
• Sifat terhadap lingkungan & organisme (biologi)
• Sifat termal
• Sifat listrik

Sifat Fisik atau Visual

Sifat fisik adalah sifat yang dapat dilihat dari tampilannya seperti:

• panjang serat,
• warna,
• bentuk,
• kehalusan,
• kohesivitas,
• cover,
• pegangan, dan
• kilau.

Panjang serat

Berdasarkan panjangnya, serat dapat dikategorikan menjadi dua golongan yaitu:

1. serat stapel, dan
2. serat filamen.

Serat pendek atau dengan panjang yang terbatas disebut serat stapel. Contohnya seperti serat kapas, wol, jute, dll. Sebagian besar serat alami adalah serat stapel. Serat alam adalah serat yang didapatkan langsung dari alam, biasanya dari tumbuhan atau hewan. Serat dari tumbuhan dan hewan yang terbentuk di alam memiliki molekul polimer yang sangat besar.

Serat yang sangat panjang atau relatif tidak berujung disebut filamen. Serat filamen dapat diproduksi sebagai monofil (mono filamen) atau multi filamen (10-100 ribu filamen). Sebagian besar serat buatan diproduksi dalam bentuk filamen. Panjang serat filamen dapat berkisar dari beberapa ratus meter hingga kilometer.

Serat filamen dapat dipotong menjadi serat pendek atau stapel (1-6 inci). Serat stapel polyester dan viskosa tersedia di pasar untuk keperluan campuran dengan serat kapas.

Warna

Serat buatan biasanya berwarna putih sedangkan serat alami dapat bervariasi dalam corak putih hingga coklat atau cokelat hingga kehitaman.

Pada umumnya semakin putih warna serat maka dinilai semakin baik. Dalam beberapa hal karena pengaruh iklim, hama, jamur dan lain-lain, serat alam akan berwarna krem, coklat, abu-abu, biru atau berbintik, dan sebagainya.

Bentuk (shape)

Bentuk serat ditentukan oleh penampang melintangnya, meskipun sering juga dapat dimasukkan dalam sifat mikroskopis serat. Semua serat memiliki panjang, penampang, kontur permukaan, diameter dan juga beberapa jenis serat memiliki pilinan (crimp).

• Penampang melintang: mengacu pada kenampakan serat jika dilihat arah melintang diameternya.
• Penampang lintang serat berpengaruh pada kilau dan daya pegang serat. Makin bulat penampang lintangnya semakin berkilau dan semakin lemas pegangannya. Bentuk penampang lintang serat bermacam-macam, yakni: bulat, oval, bergerigi, segitiga, pipih dan sebagainya. Untuk jenis yang sama, serat alam memiliki penampang lintang yang bervariasi, sedangkan penampang lintang serat buatan untuk jenis yang sama pada umumnya sama.
• Panjang: serat dapat berupa stapel (serat pendek) atau filamen (serat sangat panjang)
• Permukaan (surface): kontur permukaan, terkadang disebut sebagai kenampakan memanjang.
• Diameter: panjang diameter atau lebar penampang.
• Crimp: pilinan atau kerutan serat.
• Beberapa serat alam telah mempunyai pilinan pada waktu tumbuhnya yang disebut pilinan asli. Serat kapas memiliki pilinan asli kira-kira 155-600/inci. Pilinan ini dapat dilihat dengan mikroskop. Sedangkan serat woll dinilai lebih bergelombang atau keriting dari serat lain. Bentuk gelombang atau keriting ini mempunyai pengaruh terhadap daya kohesi antar serat sehingga dapat menghasilkan benang yang ruah (lofty). Untuk serat-serat buatan bentuk keriting dapat diberikan secara mekanik dalam pembuatannya.

Kehalusan (fiber fineness)

• Kehalusan serat adalah ukuran relatif terhadap diameter dan densitas liniernya.
• Kehalusan serat juga menunjukkan keseragaman (uniformity) serat.
• Keseragaman ketebalan dan panjang serat akan menghasilkan benang yang lebih halus dan merata sehingga sangat baik kualitas benangnya.
• Kehalusan serat turut menentukan kekuatan dan kehalusan benangnya, semakin halus maka akan lebih baik meskipun terlalu halus untuk serat alam dapat menunjukkan seratnya belum dewasa (masih muda). Serat yang masih muda dapat menyebabkan serat kusut (nep) dalam pengolahannya sehingga benang yang dihasilkan bermutu rendah.
• Kedewasaan serat menunjukkan tua mudanya serat. Serat dewasa berarti serat tersebut berkembang dengan sempurna, sedangkan serat muda berarti perkembangannya tidak sempurna atau terhenti. Serat muda sewaktu dipintal banyak yang membentuk nep dan tidak tahan terhadap gesekan.

Cohesiveness

• Sifat dari serat individual yang dengannya serat-serat tersebut saling mengikat satu sama lain ketika dipintal menjadi benang.
• Misalnya pilinan alami pada kapas dan sisik-sisik pada wol akan membantu dalam mengikat satu sama lain.

Cover

Adalah kemampuan untuk menempati atau menutup area.

Pegangan (handling)

Yaitu pegangan atau rasa saat dipegang misalnya lembut, kaku, halus, kasar, dan sebagainya.

Kilau (luster)

Kilau adalah kualitas serat dalam memantulkan cahaya pada permukaannya.

• Sebagian besar serat buatan memiliki tingkat kilau yang tinggi dibandingkan serat alami.
• Kilau serat dapat dioptimalkan dengan penanganan proses tertentu.

Sifat Kimia

Sifat serat terhadap zat kimia yaitu sifat yang ditunjukkannya ketika terpapar atau pengerjaan dengan bahan kimia. Mengetahui reaksi serat terhadap bahan kimia sangat penting karena:

• Berkaitan langsung dengan perawatan yang diperlukan dalam proses sehari-hari seperti membersihkan, mencuci, dan menyetrika.
• Serat biasanya bersentuhan dengan bahan kimia selama pemrosesan tekstil seperti pencelupan, percetakan dan berbagai proses penyempurnaan tekstil lainnya.

Secara umum serat sintetis memiliki ketahanan atau reaktivitas kimia yang lebih kecil daripada serat alami.

Sifat serat terhadap zat kimia bergantung pada:

• sifat bawaan dan kekuatan serat
• jenis atau proses pengerjaan
• jenis dan konsentrasi bahan kimia yang digunakan
• waktu proses atau pemaparan serat terhadap bahan kimia

Pengaruh asam

Pengaruh asam terhadap serat sangat ditentukan oleh jenis dan kekuatan asam. Asam mineral bahkan dalam konsentrasi encer akan merusak serat alami seperti kapas. namun konsentrasi asam yang encer tidak akan merusak serat protein seperti wol (bahkan digunakan dalam pemrosesan wol).

Pengaruh alkali

Alkali tidak merusak serat selulosa alami seperti kapas yang mana sering diproses dikerjakan dengan Natrium Hidroksida (NaOH). Beberapa sabun dan deterjen tidak direkomendasikan untuk serat wol karena bersifat basa dimana alkali tidak cocok untuk serat protein.

Pengaruh oksidator
Zat pengoksidasi seperti pemutih klorin digunakan untuk memutihkan atau menghilangkan noda pada serat. Banyak serat alami tidak cukup putih untuk memberikan hasil pewarnaan yang baik, sehingga diperlakukan dengan pemutih (bleaching). Pemutih berbahan dasar klorin tidak cocok untuk serat protein tetapi dapat digunakan dengan aman pada nilon dan poliester.

Pengaruh pelarut

Pelarut organik biasanya digunakan untuk menghilangkan noda dan kotoran berminyak pada pencucian dry cleanining.

Aseton adalah salah satu pelarut yang dapat merusak serat asetat dan triasetat.

Sifat Mekanis Serat

Sifat mekanis serat dapat diukur di laboratorium pengujian tekstil. Prosedur ini memungkinkan evaluasi kualitas produk tekstil dengan lebih akurat.

Berikut beberapa sifat mekanis serat tekstil:

• Ketahanan gosok (abrasion resistence)
• Stabilitas dimensi (dimensional stability)
• Pemulihan Elastis (elastic recovery)
• Fleksibilitas
• dll

Ketahanan gosok (abrasion resistence)

Ketahanan gosok adalah kemampuan serat untuk menahan gosokan atau gesekan. Ini adalah faktor penting dalam daya tahan serat.

Contoh serat yang mempunyai ketahanan terhadap gosokan yang sangat baik adalah Nylon dan Aramid, sedangkan yang buruk adalah serat gelas dan Asetat.

Dimensional stability

Ini adalah kemampuan serat untuk mempertahankan bentuk aslinya, tidak menyusut atau mulur. Beberapa jenis Rayon dan wol menyusut secara progresif.

Pilling
Pilling adalah pembentukan bola-bola kecil dari serat-serat yang lepas pada permukaan kain, hasil dari abrasi/gosokan. Pengerjaan pencucian dan pengeringan juga dapat menyebabkan pilling.

Elastic recovery

Elastisitas adalah kemampuan serat untuk kembali ke bentuk semula setelah mengalami tarikan, atau dengan kata lain elastisitas adalah kemampuan serat untuk memendek lagi ke panjang semula apabila tarikan dilepaskan. Sedangkan apabila serat mendapatkan tarikan maka akan mengakibatkan mulur.

Serat elastomer seperti spandeks dapat diregangkan 100 persen dan tetap kembali ke panjang semula.

Fleksibilitas

Ketahanan serat terhadap kerusakan selama proses pengerjaan seperti puntiran dan tekukan. Serat yang mudah ditekuk atau dilipat cenderung memiliki fleksibilitas yang baik.

Serat harus cukup lentur sehingga mudah untuk melilit atau memilin satu sama lain saat proses pemintalan. Serat yang kaku cenderung sulit untuk dipintal menjadi benang.

Fleksibilitas pada serat juga memberikan pengaruh yang besar terhadap drape kain yang dihasilkan.

Kekenyalan (resiliency, wrinkle recovery)

Ini adalah kemampuan serat untuk kembali ke bentuk aslinya setelah dibengkokkan atau dilipat. Serat dengan resiliensi yang baik seperti poliester sering digunakan pada pakaian jadi untuk tampilan yang rapi dan mudah dalam perawatan.

Ketahanan terhadap tekanan, pelenturan, atau puntiran disebut sebagai resilience. Beberapa serat memiliki kecenderungan alami untuk kembali ke kondisi semula setelah gaya yang diterapkan dihilangkan. Ini merupakan faktor penting yang dipertimbangkan saat memilih serat untuk karpet.

Tenacity / Fibre Strength

Kekuatan tarik (tensile strength) adalah kekuatan saat dibebani pada sumbu bebannya, disebut juga tenacity.
Secara umum, serat yang kuat akan lebih awet dan memberikan lebih banyak layanan daripada serat yang memiliki kekuatan rendah.

Serat Nilon, Aramid dan Kaca terkenal karena kekuatannya. Sebaliknya serat Asetat dan Akrilik relatif tidak kuat.

Kekuatan adalah ukuran ketahanan material terhadap deformasi permanen atau kerusakan total di bawah tekanan. Bahan yang kuat mampu menahan benturan berat, serta mampu menyerap dan mendistribusikan energi dalam jumlah besar tanpa putus. Fleksibilitas material tidak mencerminkan kekuatannya (secara negatif), karena bahkan material paling lentur yang tahan terhadap kerusakan pun secara teknis sangat kuat, tanpa harus terlalu keras.

Kekuatan serat berpengaruh langsung pada kekuatan produksi akhir, makin kuat seratnya, makin kuat pula benang atau kainnya.

Kekuatan diukur dalam beberapa cara, dua pengukuran yang paling umum adalah kekuatan tarik (tensile strength) dan kekuatan luluh (yield strength):

• Yield Strength – Jumlah gaya yang dapat ditahan material saat ditarik dari sisi yang berlawanan tanpa mengalami deformasi permanen, atau tegangan minimum ketika suatu material kehilangan sifat elastisnya.
• Tensile Strength – Kadang  juga disebut “Ultimate Strength” adalah Tegangan maksimum yang bisa diterima oleh suatu material sebelum material itu mengalami patah/ breaking.

Serat Nilon, Aramid dan Kaca terkenal karena kekuatannya. Sebaliknya serat Asetat dan Akrilik relatif tidak kuat.

Kekakuan (rigidity)

Kekakuan, rigidity atau stiffness, adalah ukuran elastisitas, dan mewakili ketahanan material terhadap deformasi permanen. Bahan yang getas (brittle) bisa saja kaku (rigid) tetapi tidak kuat (strength).

Kekakuan (rigidity) adalah kemampuan material dalam menahan tekukan, sedangkan kekuatan adalah ketahanan material terhadap kerusakan.

Kekakuan (rigidity) diukur dengan menemukan modulus Young dari bahan tertentu. Modulus Young diukur dengan membagi tegangan yang bekerja pada suatu bahan dengan regangan yang dialaminya.

Porosity

Porosity adalah volume udara yang terkandung dalam volume serat. Ini memfasilitasi penyerapan kelembaban, pelumasan dan pewarna.

Serat alam cenderung memiliki porosity yang lebih tinggi dibandingkan serat sintesis.

Semua serat dapat menyerap uap air sampai batas tertentu terutama serat-serat yang berasal dari alam. Serat yang dapat menyerap uap air lebih banyak dinamakan serat yang bersifat higroskopis. Serat ini lebih nyaman dipakai terutama untuk daerah tropis. Serat yang sedikit menyerap air dalam keadaan basah maupun kering sifat-sifatnya hampir sama, cepat kering dan daya susutnya kecil.

Sifat Serat Terhadap Lingkungan

Berbagai kondisi iklim, mikro organisme dan serangga memiliki pengaruh yang bermacam-macam terhadap jenis produk tekstil.

Iklim atau cuaca

Paparan sinar matahari dan polusi udara akan menyebabkan beberapa serat rusak, kapas dan rami kehilangan kekuatannya setelah lama terpapar sinar matahari. wol putih dan sutra berubah menjadi kuning jika terkena sinar matahari dalam waktu lama.

Mikro-organisme

Sebagian besar serat sintetis tetap tidak terpengaruh oleh mikro-organisme tetapi serat seperti kapas dan regenerasi selulosa berubah warna dan akhirnya membusuk oleh mikro-organisme seperti jamur.

Serangga

Serangga seperti ngengat, kumbang karpet, dan gegat dapat merusak serat. Wol sangat rentan terhadap serangan ngengat dan kumbang karpet. Gegat dapat merusak kapas dan serat selulosa yang diregenerasi.

Sifat Termal Serat

Yaitu sifat yang ditunjukkan oleh serat ketika terkena panas atau kondisi serupa secara langsung. Sifat termal serat meliputi

• efek panas, dan
• sifat mudah terbakar

Efek panas

• Reaksi terhadap panas dapat berbentuk meleleh atau menyusut.
• Jenis serat yang berbeda akan bereaksi berbeda pula terhadap panas.
• Pemanasan menyebabkan dekomposisi & sangat melemahkan kain.
• Sebagian besar serat sintetik bersifat termoplastik (serat meleleh atau melunak saat terkena panas).
• Perlakuan serat yang sesuai dapat memberikan tingkat ketahanan yang cukup terhadap serat.

Sifat mudah terbakar (flammability)

Ini adalah faktor penting yang perlu dipertimbangkan untuk kesesuaian penggunaan akhir

• Serat bereaksi berbeda terhadap api.
• Beberapa serat akan menyala dan beberapa yang lainnya tidak akan menyala.
• Serat selulosa adalah yang paling mudah terbakar (kapas, rami, viscose)
• Asetat dan triasetat segera terbakar
• Nilon, poliester, akrilik, spandeks tidak terbakar tetapi meleleh dan membentuk manik-manik keras
• Wol & sutera berbahan dasar protein tidak mudah terbakar. Mereka terbakar perlahan.
• Serat anorganik seperti asbes, kaca, dan logam tidak terbakar.

Penghantar Listrik (Electrical Conductivity)

• Serat yang tidak menghantarkan muatan listrik menghasilkan listrik statis.
• Serat hidrofobik cenderung memiliki konduktivitas listrik yang rendah karena daya serapnya yang rendah.
• Serat sintetik merupakan penghantar listrik yang buruk.
• Bahan serat sintetis bermuatan listrik statis sehingga menarik partikel debu & kotoran sehingga mudah kotor
• Kain seperti katun, wol, dan kain lainnya yang dapat mempertahankan kelembapan, listrik statik segera terhantar ke tanah, secepat pembentukannya, melalui bagian logam dari mesin yang digunakan & tidak sampai menimbulkan masalah.

Klasifikasi Serat Tekstil

Untuk standarisasi, klasifikasi dan identifikasi serat lebih mudah, Federal Trade Commission menetapkan kelompok generik serat yang diproduksi sesuai dengan komposisi kimianya.

Serat tekstil secara luas dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori yaitu:

• Serat alami (Natural fibers)
• Serat buatan (Man-made fibers)

Serat Alami

Adalah setiap bahan mentah seperti bulu atau serat yang dapat diperoleh langsung dari hewan, tumbuhan, atau sumber mineral yang dapat dipintal menjadi benang untuk kemudian dibuat menjadi kain.

Serat alami dapat dikelompokkan lagi berdasarkan asalnya sebagai berikut:

1. Tanaman (selulosa)
2. Binatang (protein)
3. Mineral

Serat Tanaman

Serat dari tanaman dapat diklasifikasikan lebih lanjut sebagai berikut:

1. Serat yang terdapat pada biji (kapas, kapok)
2. serat floem (flax, rami, hemp, jute)
3. Serat tendon dari batang atau daun (manila hemp, sisal hemp, dll.)
4. Serat yang terjadi di sekitar batang (hemp palm)
5. Serat kulit buah (serat sabut kelapa)

Serat Binatang

Serat hewani adalah serat alami yang sebagian besar terdiri dari protein seperti sutra, rambut, wol dan bulu.

Serat Mineral

• Asbes adalah satu-satunya serat mineral alami yang diperoleh dari varitas bebatuan.
• Ini adalah bentuk serabut dari silikat magnesium dan kalsium yang mengandung besi dan aluminium dan zat-zat mineral lainnya.
• Tahan terhadap asam, api dan karat.
• Partikelnya bersifat karsinogenik sehingga penggunaannya dibatasi.

Tabel pengelompokan serat alami berdasarkan asalnya

Serat Buatan (Man-made Fiber)

Serat Regenerasi (Semi Sintetis)

Selulosa adalah salah satu dari banyak polimer yang ditemukan di alam. Kayu, kertas, dan kapas semuanya mengandung selulosa.

Selulosa terbuat dari unit berulang dari monomer glukosa. Beberapa jenis serat selulosa yang diregenerasi adalah:

• rayon,
• asetat, dan
• triasetat.

Serat Sintetis

Poliester

• Poliester adalah kategori polimer yang mengandung gugus fungsi ester dalam rantai utamanya.
• Istilah “poliester” paling sering disebut sebagai polietilen tereftalat (PET).
• Memiliki suhu leleh yang tinggi
• Dapat diwarnai hanya dengan pewarna dispersi
• Bersifat termoplastik, memiliki kekuatan yang baik dan hidrofobik
• Serat berbentuk batang dengan permukaan halus.
• Berkilau dan memiliki ketahanan dan kekuatan yang sangat baik sehingga merupakan bahan terbaik untuk wash and wear.

Nilon

• Nilon adalah salah satu polimer yang paling umum digunakan sebagai serat.
• Nilon juga disebut poliamida, karena gugus amida yang khas dalam rantai utama.
  • Gugus amida ini sangat polar dan dihubungkan satu sama lain dengan ikatan hidrogen.
  • Nilon adalah serat dengan struktur teratur dan simetris dengan area kristalin dan menjadikan serat ini sangat kuat.
• Memiliki bentuk seperti batang halus dengan permukaan halus.
• Terdapat beberapa jenis nilon tergantung pada sintesis kimia seperti:
  • Nilon 4,
  • Nilon 6
  • Nilon 6.6
  • Nilon 6.10
  • Nilon 6.12
  • Nilon 8
  • Nilon 10 dan Nilon 11

Karet (Rubber)

• Karet adalah polimer hidrokarbon elastis yang secara alami terbentuk sebagai suspensi koloid seperti susu, atau lateks, dalam getah beberapa tumbuhan.
• Proses pembuatannya terdiri dari mengekstrusi lateks karet alam ke dalam rendaman koagulasi untuk membentuk filamen. Bahan tersebut memiliki ikatan saling silang (cross link) sehingga mulur serat sangat tinggi.
• Dapat disintesis.
• Karet alam pada dasarnya merupakan polimer unit isoprena, monomer diena hidrokarbon.
• Karet sintetik dapat dibuat sebagai polimer dari oprena atau berbagai monomer lainnya
• Sifat material dari karet alam membuatnya menjadi elastomer.

Serat Gelas

• Dikenal juga sebagai Fiberglass yang merupakan bahan yang terbuat dari serat kaca yang sangat halus. Serat gelas terbentuk ketika serat tipis berbasis silika atau formulasi serat gelas lainnya diekstrusi menjadi banyak serat dengan diameter kecil yang cocok untuk pemrosesan tekstil.
• Memiliki tingkat kekentalan yang tinggi
• Dasar dari serat kaca kelas tekstil adalah silika, SiO₂
• Dalam bentuk murninya sebagai polimer, (SiO₂)n
• Untuk menginduksi kristalisasi, harus dipanaskan sampai suhu di atas 1200°C untuk waktu yang lama.
  • Jenis gelas pertama yang digunakan untuk serat adalah gelas soda kapur atau gelas A yang tidak terlalu tahan terhadap alkali. Jenis baru, Gelas E adalah serat gelas yang lebih baik karena rasio luas permukaan terhadap beratnya yang tinggi. Namun, peningkatan luas permukaan membuat mereka jauh lebih rentan terhadap serangan kimia.
  • Memiliki insulasi termal yang baik.
• Tidak berpengaruh terhadap paparan sinar matahari bahkan dalam waktu yang lama.
• Bersifat sangat hidrofobik

Serat Logam

• Serat logam adalah serat buatan yang terdiri dari logam, logam berlapis plastik, plastik berlapis logam, atau inti yang seluruhnya tertutup logam.
• Emas dan perak telah digunakan sejak zaman kuno sebagai benang untuk hiasan kain. Baru-baru ini benang aluminium, benang plastik atau nilon berlapis aluminium telah menggantikan emas dan perak.
  • Dibuat melalui proses laminating.
  • Filamen yang dilapisi logam membantu meminimalkan kekusaman.
• Jika perekat dan lapisan digunakan sesuai, maka akan tahan terhadap air asin, air yang mengandung klorin di kolam renang atau kondisi iklim.
• Jika memungkinkan, apapun yang terbuat dari serat logam harus dicuci dengan dry cleaning.
• Menyetrika pada suhu tinggi, dapat melelehkan serat logam.
• Serat logam digunakan terutama untuk tujuan dekoratif.

Tabel pengelompokan serat buatan

Pembentukan Serat Tekstil

Sebagian besar serat dibangun oleh rantai panjang molekul polimer yang saling berdampingan dan disatukan oleh ikatan yang berbeda. Polimer adalah molekul besar (makromolekul) yang terdiri dari ratusan hingga ribuan unit struktural berulang. Berat molekul polimer sebanding dengan derajat polimerisasi dan struktur monomer (unit struktural terkecil).

Serat kapas, rami, sutra dan wol terbentuk di alam melalui proses polimerisasi alami. Umumnya polimer alam memiliki rantai yang panjang, yang artinya tersusun dengan banyak unit berulang. Struktur polimer alami tergantung pada pertumbuhan dan lingkungan masa pertumbuhan.

Serat regenerasi dibuat dari bahan polimer alami melalui tahapan proses tertentu (man-made process). Struktur serat regenerasi tergantung pada proses pembuatan dan karakter serta asal polimer alami. Serat buatan dari selulosa (viscose, cuprammonium, acetate dan lyocell) terbuat dari polimer selulosa alami, yang didapatkan dari tumbuhan. Makromolekul yang telah disintesis secara alami dapat dimodifikasi secara kimia untuk produksi serat regenerasi.

Prinsip produksi serat buatan adalah sebagai berikut:

1. Konversi zat pembentuk serat, dilelehkan atau dilarutkan.
2. Ekstrusi melalui lubang spinneret.
3. Pemadatan hasil ekstrusi menjadi serat filamen.

Konstruksi standar serat tekstil

Gambar di atas menunjukkan bahwa serat terdiri dari banyak bundel fibrillar dan setiap fibril dibangun oleh banyak rantai polimer. Rantai polimer ini tersusun dalam arah yang berlainan. Beberapa berorientasi dan tersusun paralel dan beberapa disorientasi, yang masing-masing dikenal sebagai crystalline region dan amorf region pada serat.

Karakteristik polimer pembentuk serat

Polimer pembentuk serat harus memiliki sifat-sifat berikut:

1. Massa molekul optimal.
2. Kecenderungan rantai polimer linier, menghindari atau mengurangi rantai yang bercabang.
3. Interaksi rantai molekul bagian dalam.
4. Orientasi; tingkat orientasi molekul yang tinggi dalam polimer merupakan prasyarat untuk menghasilkan kekuatan tarik yang baik
5. Sifat visko-elastis.

Berdasarkan struktur molekulnya, struktur polimer dibagi menjadi:

• linier (end-to-end, fleksibel, seperti PVC, nilon)
• bercabang
• cross-linked (karena radiasi, vulkanisasi, dll.)
• jaringan (banyak persilangan saling terkait seperti jaring)

Morfologi serat tekstil

Rantai polimer panjang (makromolekul) dari serat dibangun oleh banyak unit kecil yang berulang. Jumlah rata-rata unit berulang dari rantai polimer disebut derajat polimerisasi (DP). Fibril terdiri dari 50-20000 unit berulang, yang merupakan rantai panjang makromolekul dan sebagian besar bundel fibril mengandung daerah amorf dan kristal, tergantung pada susunan molekul rantai polimer. Akhirnya untai serat dibangun dengan banyak bundel fibrilar. Sifat fisik yaitu kekuatan serat, kelenturan, kelembaban dan sifat terhadap zat warna dll. tergantung pada struktur bagian dalam serat ini. Semua serat, baik nabati, hewani, atau serat buatan sebagian besar dibangun oleh polimer linier yang tersusun dan terikat satu sama lain oleh beberapa ikatan.

Crystalline dan amorphous

Di area crystalline rantai polimer tersusun paralel secara teratur sedangkan area amorf adalah area di mana rantai polimer berada dalam bentuk acak, tidak teratur.

Sumber dan asal serat tekstil

Energi matahari adalah dasar kehidupan. Tumbuhan dihasilkan dari kombinasi tanah, CO₂, H₂O dan energi matahari. Tanaman, minyak bumi dan mineral adalah sumber dasar serat. Selulosa adalah elemen struktural dasar serat alami yang diekstraksi dari tanaman. Terbentuk melalui fotosintesis karbohidrat oleh tumbuhan hijau dari karbon dioksida menggunakan energi matahari dan air. Kemudian dimakan oleh hewan dan diubah menjadi protein pembentuk serat di dalam tubuh hewan.

Serat selulosa regenerasi (man-made fiber) berasal dari polimer tanaman (kayu, bambu dll.) yang diregenerasi melalui tahapan proses tertentu. Zat selulosa yang berasal dari pohon/kayu dilarutkan dan kemudian diekstrusi dan dipadatkan.

Serat sintetik dibuat dari produk minyak bumi.

Referensi:

• https://www.scitechnol.com
• https://www.textileblog.com
• coats.com
• wikipedia.org
• dll.