Poliester

Latar Belakang

Polyester adalah serat sintetis yang berasal dari batubara, udara, air, dan minyak bumi. Dikembangkan di laboratorium abad ke-20, serat poliester terbentuk dari reaksi kimia antara asam dan alkohol. Dalam reaksi ini, dua atau lebih molekul bergabung untuk membuat molekul besar yang strukturnya berulang sepanjang panjangnya. Serat poliester dapat membentuk molekul yang sangat ion yang sangat stabil dan kuat.

Poliester digunakan dalam pembuatan banyak produk, termasuk pakaian, perabot rumah tangga, kain industri, komputer dan kaset rekaman, dan isolasi listrik. Polyester memiliki beberapa keunggulan dibandingkan kain tradisional seperti katun. Itu tidak menyerap kelembaban, tetapi menyerap minyak; kualitas ini menjadikan poliester kain yang sempurna untuk aplikasi lapisan tahan air, tanah, dan tahan api. Daya serapnya yang rendah juga membuatnya tahan terhadap noda secara alami. Pakaian poliester dapat di-preshrunk dalam proses finishing, dan setelah itu kain tahan terhadap penyusutan dan tidak akan melar. Kain mudah diwarnai, dan tidak rusak oleh jamur. Serat poliester bertekstur adalah insulator nonalergenik yang efektif, sehingga bahan ini digunakan untuk mengisi bantal, quilting, pakaian luar, dan kantong tidur.

Sejarah

Pada tahun 1926, E.I. du Pont de Nemours and Co. memulai penelitian tentang molekul yang sangat besar dan serat sintetis. Penelitian awal ini dipimpin oleh W.H. Carothers, berpusat pada apa yang menjadi nilon, serat sintetis pertama. Segera setelah itu, pada tahun 1939-41, ahli kimia penelitian Inggris tertarik pada studi du Pont dan melakukan penelitian mereka sendiri di laboratorium Calico Printers Association, Ltd. Pekerjaan ini menghasilkan penciptaan serat poliester yang dikenal di Inggris sebagai Terylene. .

Pada tahun 1946, du Pont membeli hak untuk memproduksi serat poliester ini di Amerika Serikat. Perusahaan melakukan beberapa pekerjaan pengembangan lebih lanjut, dan pada tahun 1951, mulai memasarkan serat dengan nama Dacron. Selama tahun-tahun berikutnya, beberapa perusahaan menjadi tertarik pada serat poliester dan memproduksi versi produk mereka sendiri untuk kegunaan yang berbeda. Saat ini, ada dua jenis utama poliester, PET (polietilen tereftalat) dan PCDT (poli-1, 4-sikloheksilena-dimetilena tereftalat). PET, jenis yang lebih populer, berlaku untuk berbagai penggunaan yang lebih luas. Ini lebih kuat dari PCDT, meskipun PCDT lebih elastis dan tangguh. PCDT cocok untuk penggunaan konsumen yang lebih berat, seperti tirai dan penutup furnitur. PET dapat digunakan sendiri atau dicampur dengan kain lain untuk membuat pakaian yang tahan kerut dan noda serta mempertahankan bentuknya.

Bahan Baku

Poliester adalah istilah kimia yang dapat dipecah menjadi poli, artinya banyak, dan ester, senyawa kimia organik dasar. Bahan utama yang digunakan dalam pembuatan poliester adalah etilen, yang berasal dari minyak bumi. Dalam proses ini, etilena adalah polimer, bahan kimia penyusun poliester, dan proses kimia yang menghasilkan poliester akhir disebut polimerisasi.

Manufaktur
Proses

Poliester diproduksi dengan salah satu dari beberapa metode. Yang digunakan tergantung pada bentuk poliester yang akan dibuat. Empat bentuk dasar tersebut adalah filament, staple, tow, dan fiberfill. Dalam bentuk filamen, setiap helai serat poliester memiliki panjang yang kontinu, menghasilkan kain dengan permukaan halus. Dalam bentuk pokok, filamen dipotong pendek, panjang yang telah ditentukan. Dalam bentuk ini poliester lebih mudah menyatu dengan serat lainnya. Tow adalah bentuk di mana filamen terus menerus ditarik secara longgar bersama-sama. Fiberfill adalah bentuk tebal yang digunakan dalam pembuatan selimut, bantal, dan pakaian luar. Dua bentuk yang paling sering digunakan adalah filamen dan stapel.

Pembuatan Benang Filamen

Polimerisasi

• 1 Untuk membentuk poliester, dimetil tereftalat pertama-tama direaksikan dengan etilen glikol dengan adanya katalis pada suhu 302-410 °F (150-210 °C).
• 2 Bahan kimia yang dihasilkan, alkohol monomer (molekul tunggal yang tidak berulang), digabungkan dengan asam tereftalat dan dinaikkan ke suhu 472°F (280°C). Poliester yang baru terbentuk, yang bening dan cair, diekstrusi melalui slot untuk membentuk pita panjang.

Pengeringan

• 3 Setelah poliester keluar dari polimerisasi, pita cair panjang dibiarkan dingin sampai menjadi rapuh. Bahan dipotong menjadi kepingan kecil dan dikeringkan sepenuhnya untuk mencegah ketidakteraturan dalam konsistensi.

Meleleh berputar

• 4 Keripik polimer dilebur pada 500-518°F (260-270°C) untuk membentuk larutan seperti sirup. Solusinya dimasukkan ke dalam wadah logam yang disebut pemintal dan didorong melalui lubang kecilnya, yang biasanya bulat, tetapi mungkin segi lima atau bentuk lain untuk menghasilkan serat khusus. Jumlah lubang di pemintal menentukan ukuran benang, karena serat yang muncul disatukan untuk membentuk untaian tunggal.
• 5 Pada tahap pemintalan, bahan kimia lain dapat ditambahkan ke dalam larutan untuk membuat bahan yang dihasilkan tahan api, antistatis, atau lebih mudah diwarnai.

Menggambar serat

• 6 Saat poliester keluar dari pemintal, poliester menjadi lembut dan mudah memanjang hingga lima kali panjang aslinya. Peregangan memaksa molekul poliester acak untuk menyelaraskan dalam formasi paralel. Ini meningkatkan kekuatan, keuletan, dan ketahanan serat. Kali ini, ketika filamen mengering, serat menjadi padat dan kuat, bukan rapuh.
• 7 Serat yang ditarik dapat sangat bervariasi dalam diameter dan panjangnya, tergantung pada karakteristik yang diinginkan dari bahan jadi. Juga, saat serat ditarik, serat tersebut mungkin bertekstur atau dipelintir untuk membuat kain yang lebih lembut atau kusam.

Berliku

• 8 Setelah benang poliester ditarik, dililitkan pada spul besar atau bungkusan flat-wound, siap untuk ditenun menjadi bahan.

Pembuatan Serat Pokok

Dalam pembuatan serat stapel poliester, polimerisasi, pengeringan, dan pemintalan leleh (langkah 1-4 di atas) hampir sama dengan pembuatan benang filamen. Namun, pada proses melt spinning, spinneret memiliki lebih banyak lubang ketika produk berupa serat stapel. Bundel poliester seperti tali yang muncul disebut derek.

Menggambar derek

• 1 Derek yang baru terbentuk didinginkan dengan cepat dalam kaleng yang mengumpulkan serat tebal. Beberapa panjang penarik dikumpulkan dan kemudian ditarik pada rol yang dipanaskan hingga tiga atau empat kali panjang aslinya.

Crimping

• 2 Derek yang ditarik kemudian dimasukkan ke dalam kotak kompresi, yang memaksa serat untuk melipat seperti akordeon, dengan kecepatan 9-15 kerutan per inci (3-6 per cm). Proses ini membantu serat tetap bersatu selama tahap pembuatan selanjutnya.

Pengaturan

• 3 Setelah derek dikerutkan, derek dipanaskan pada 212-302°F (100-150 °C) untuk benar-benar mengeringkan serat dan mengatur kerutan. Beberapa crimp mau tidak mau akan ditarik keluar dari serat selama proses berikut.

Memotong

• 4 Setelah pengaturan panas, derek dipotong menjadi lebih pendek. Poliester yang akan dicampur dengan kapas dipotong-potong berukuran 1,25-1,50 inci (3,2-3,8 cm); untuk campuran rayon, dipotong sepanjang 2 inci (5 cm). Untuk kain yang lebih berat, seperti karpet, filamen poliester dipotong menjadi 6 inci (15 cm) panjang.

Masa Depan

Setelah diperkenalkan ke Amerika Serikat pada tahun 1951, poliester dengan cepat menjadi serat dengan pertumbuhan tercepat di negara itu. Perawatan yang mudah dari kain pers permanen membuat rajutan ganda poliester sangat populer di akhir 1960-an. Namun, poliester telah mengalami "masalah citra" sejak saat itu, dan pakaian yang terbuat dari poliester sering diremehkan dan bahkan diejek. Beberapa bentuk baru poliester yang diperkenalkan pada awal 1990-an dapat membantu merevitalisasi citra poliester. Bentuk baru serat poliester, yang disebut serat mikro, diperkenalkan ke publik pada tahun 1991. Lebih mewah dan serbaguna daripada poliester tradisional, kain mikrofiber sulit dibedakan dari kain sutra. Perancang pakaian seperti Mary McFadden telah menciptakan lini pakaian menggunakan poliester bentuk baru ini. Peneliti tekstil di North Carolina State University sedang mengembangkan bentuk poliester yang mungkin sekuat Kevlar, bahan superfiber yang digunakan untuk membuat rompi antipeluru. Jenis poliester ini pada akhirnya dapat digunakan sebagai bahan komposit untuk mobil dan pesawat terbang.