POLIAKRILAT

POLIHIDROKARBON YANG DISIBTITUSIDENGAN NITRIL

Poliakrilat terdiri dari beberapa jenisPOLIAKRILAT

ORLON

PAN

DARLON

ACRILAN

COURTELE

CRESLAN

ZEFRAN

DARVAN/TRAVIS

ORLON ( VINIL SIANIDA) Orlon diperkenalkan dan dibuat oleh E.I. du Pont de

Nemours & Co. Nama Laboraturium mula-mula untuk Orlon adalah Fiber A. Du pont melalui penelitian serat ini pada awal tahun 1940 dan tingkat skala pilot diadakan pada tahun 1945. Produksi secara komersial dimulai pada tahun 1950.

Orlon mula-mula diperkenalkan dinyatakan sebagai polimer akrilonitril, dengan rantai polimer lurus dan merupakan homopolimer ( orlon 81 ). Serat orlon sekarang merupakan kopolimer akrilonitril ( kira-kira 90 persen ) dan sejumlah kecil senyawa etilenat yang dipolimerisasikan dengan akrilonitril tersebut untuk menaikan afinitas terhadap zat warna. Senyawa-senyawa tersebut meliputi vinil asetat, vinil khlorida, stirena, isobutilena, ester akrilat, akrilamida, dan senyawa- senyawa lain yang sejenis.

Harga n pada filament poliakrilonitril Orlom kira-kira 2000, dengan berat molekul kira-kira 100.000.

Struktur Kimia Dibentuk oleh reaksi polimerisasi

Adisi Tidak diketahuinya pelarut yang

sesuai, menimbulkan

kesulitan untuk mebuat larutan

pemintalan. Penelitian dalam bidang ini telah

dilakukan di Amerika dan

Jerman. Ditinjau dari stuktur kimianya,

poliakrilonitril tidak

mengandung ikatan-ikatan

lintang.

Menunjukan gaya valensi yang kuat antar rantai

Pembuatan SeratSetelah diketemukannya pelarut yang sesuai untuk poliakrilat, menimbulkan untuk membuat seratnya.

40 bagian berat ammonium

persulfat sebagai katalisator dan 80

bagian natrium bisufit sebagai

pengaktif dilarutkan dalam 94 bagian air

suling pada suhu 40oC, Dan kemudian

setelah 2 jam, 16 bagian campuran

akrilonitril 90% dan 10% monomer

etilenat ditambahkan

perlahan-lahan sambil diaduk

Polimer poliakrilonitril yang dimodifikasi dengan

monomer lain. Mengendap dengan berat molekul sekitar

60.000. polimer yang di endapkan , disaring , dicuci,,

dikeringkan, dilarutkan kembali untuk pemintalan

dimetil formamida ( konsentrasi larutan 10-20

%).

Larutan tersebut kemudian

dipanaskandan disenprotkan melalui sel

pemintalan yang dipanaskan. Medium

penguap yang dipanaskan seperti

udara, nitrogen atau uap dialirkan

berlawanan dengan arah perjalanan filamen, untuk menguapkan

pelarut. Filament dalam keadaan panas ditarik

sampai beberapakali

panjang semula dengan cara

melewatkanya melalui jarum yang dipanaskan udara

panas, atau air panas. Suhu

penarikan dapat divariasi dari 100oC

SAMPAI 250OC bergantung pada lamanya kontak

dalam pemanasan.

Sifat – Sifat Mekanik

MR 1%-2%, Ketahanan nyala api sama dengan rayon dan kapas. Terdapat 2 jenis Orlon Filamen 81 dan stapel 42

Filamen 81: Kekuatan kering 5 g/Denier, Basah 4,8 g/Denier. Mulur putus kering 17% basah 16%.

Stapel 41 : kekuatan Tarik 2,3 g/denier, mulur saat putus 28%. Ketahanan Kimia

Pada umumnya orlon memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap asam-asam mineral dan pelarut-pelarut, minyak-minyak , lemak-lemak dan garam-garam netral. Ketahananya terhadap alkali lemah cukup baik tetapi alkali kuat terutama dalam keadaan panas akan merusak serat dengan cepat.

Pengaruh Panas

Orlon tahan terhadap perusakan panas meskipundalam waktu yang lama sampai suhu 150oc. pemanasan pada suhu tersebut selama 2 hari tidak menunjukan kemunduran kekuatan, kain dapat di set dalam proses penyempurnaan dengan pemanasan suhu tinggi, suhu penyetrikaan yang baik adalah 160oc karena suhu yang lebih tingi akan menyebabkan warna kekuning-kuningan, tetapi kain tidak akan lengket sampai suhu 230oc.

Radiasi Nuklir

Orlon 81 sangat tahan terhadap radiasi nuklir disbanding dengan sebagian besar serat-serat lain. Apabila serat tersebut diradiasi selama 42 jam dengansinar – Y Cobalt 60. Tidak terjadi kekuatan , sedangkan kapas, rayon, viskosa dan nylon kehilangan separuh dari kekuatannya.

Kurva Kekuatan Mulur Filamen dan Stapel

0 10 20 30 40 500

1

2

3

4

5

6

Grafik 4Kurva Kekuatan Tarik Dan mulur Serat-

seratOrlon Stapel, Orlon Filamen, Sutera Dan

WolSuteraOrlon 81 FilamenOrlon 42 StapelWol

Mulur ( % )

Kekuata

n (

gm

/denie

r )

PENCELUPANAfinitas yang kecil terhadap air menyebabkan pencelupan orlon sukar dilakukan, dan mula-muala pencelupan dengan zat warna basa merupakan cara yang paling sesuai meskipun tahan sinarmya jelek. Zat warna asam tidak mempunyai afinitas terhadap orlon meskipun demikian kesulitas tersebut kemudian dapat diatasi dengan diketemukannya proses ion kupro.

Zat warna asam pada suhu didih dengan ion kupro

Faktor-faktor yang harus diperhatikan pada pencelupan ini adalah :

1) Tembaga harus bentuk kupro. Dalam kenyataan. Tembaga ditambahkan kedalam larutan celup dalam bentuk kupri sebagai sulfat tembaga,dan kemudian akan di reduksi in situ kedalam bentuk kupro. 

2) Suhu tidak boleh kurang dari 100oc, karena dibawah suhu tersebut kecepatan penyerapan ion kupro dan zat warna oleh serat sangat lambat.

3) PH larutan celup antara 2-3. Dibawah pH 2 penyerapan tembaga oleh serat sangat jelek, diatas pH 3, orlon yang mengandung tembaga menjadi kuning. 

4) Jumlah tembaga yang ada harus dalam perbandingan yang tepat relatif terhadap larutan celup (tidak terhadap serat). 

5) Oleh karena jumlah zat warna yang diserap oleh serat yang sebanding dengan jumlah tembaga yang terserap, konsentrasi ion kupro dalam larutan harus diamati dengan teliti.

Zat warna asam diatas suhu didih dengan ion kupro

Cara ini sama dengan cara sebelumnya tetapi di gunakan suhu yang lebih tinggi serta digunakan Na- Bisulfit, untuk warna – warna tua dapat di tambahkan o – fenil fenol.

Zat warna asam monosulfon lebih sesuai dari zat warna dengan sulfon tinggi untuk pencelupan ion kupro, dan pada suhu diatas suhu didih, zat warna asam celupan netral juga sesuai. Pada tahun antara 1953-1956, diperoleh kemajuan menggunakan zat warna disperse dan zat warna basa untuk orlon 42.

Zat-zat warna tersebut dapat digunakan dengan mudah dan memberikan tahan luntur warna yang baik, sehingga cara ion kupro tidak banyak dipakai lagi.

COURTELLECourtelle adalah serat poliakrilat yang dibuat oleh Courtaoulds Ltd. Courtelle dibuat suram dengan pigmen. Serat biasa mengkeret 1 % dalam air mendidih sedangkan yang mengkeretnya tinggi mengkeret sebanyak 15 % ( Acrilan Hi – bulk mengkeret 19 % ).

Sifat-sifat1. Sifat Courtelle hampir sama dengan

Acrilan.2. Berat jenis 1,17, warna putih suram,

penampang lintang bulat, kekuatan 3 – 3,5 gram/denier ( kering ), basah 2,5 – 3 gram/denier, mulur 30 % ( kering maupun basah ) dan moisture regain 2 %.

3. Ketahanan terhadap asam dan minyak baik, terhadap alkali cukup.

4. Ketahanan terhadap jamur dan serangga sangat baik.

5. Ketahanan terhadap cahaya baik, ketahanan terhadap gosokan jauh lebih buruk dari nylon dan Terylane tetapi masih lebih baik dari rayon viskosa.

6. Panas menyebabkan sedikit pewarnaan pada suhu diatas 110oC selama 16 jam, kuning pucat setela 1 jam pada suhu 150oC.

7. Melunak pada suhu 160oC dan lekat pada suhu kira-kira 230oC.

8. Tidak mempunyai titik leleh yang benar ( karena mula-mula terurai ).

9. Kurang mudah terbakar disbanding dengan rayon. Pegangannya hangat dan tahan kusutnya baik.

PencelupanCourtelle dapat dicelup dengan zat warna disperse dan basa.Zat warna tertentu akan memberikan warna yang cerah dan tua dengan tekanan luntur warna terhadap sinar dan pencucian baik. Tidak bersifat menggumpal ( felting ) sehingga dapat dicampur dengan wol untuk menambah stabilitas dimensi. Oleh karena moisture regainnya kecil, serat cepat kering, dan pakaian-pakaian dari kain rajutCourtelle tidak perlu disetrika. Zat warna disperse akan memberikan kecerahan maksimum apabila pencelupan dilakukan dalam suasana sedikit asam.

Perbedaan dari AcrilanCourtelle lebih kuat dan mulur dalam keadaan basah lebih kecil. ( Courtelle 30 %, Acrilan 44 % ).Moisture regainnya lebih tinggi ( Courtelle 2 %, Acrilan 1,2 % - 1,6 % ). Tidak dapat dicelup dengan zat warna asam seperti halnya Acrilan. ( Sifat mana penting untuk mencelup campuran dengan wol ).Perbedaan utama antara dua serat adalah kekuatan Courtelle lebih tinggi dan afinitas terhadap zat warna lebih kecil dari Acrilan.

CRESLANCreslan adalah serat poliakrilat yang dihasilkan dari American Cyanamid Co., yang mula-mula diberi nama X – 51. Serat tersebut adalah serat poliakrilonotril, tetapi struktur kimianya tidak diketahui dengan jelas, kemungkinan polimernya adalah akrilamida atau penggantinya.

Sifat-sifatSifat Creslan disbanding dengan X – 51 tertera dalam ( table 4 ).

PencelupanCreslan dapat dicelup dengan zat warna disperse asetat, basa dan asam. Pada umumnya Creslan mempunyai afinitas yang lebih baik terhadap zat warna terutama zat warna asam dan tahan luntur warnanya lebih baik dibandingkan dengan X – 51.

PenggunaanCreslan terutama digunakan untuk kain rajut, pakaian olah raga, selimut, kain-kain berbulu, pakaian-pakaian pria dan wanita dan tekstil untuk keperluan industry. Creslan High – loft hampir sama dengan Orlon dan Acrilan Hi – bulk. Di Jepang serat yang sama dibuat oleh japan Exlan ltd dengan nama Exlan.

Zat Kimia Suhu ( oC ) Konsentrasi ( % ) Waktu

Pengaruh Pada

KekuatanAsam Sulfat 100 10 4 Jam Cukup

Natrium Hidroksida 43 0,5 8 Jam Tidak Ada

Natrium Hidroksida

43 0,5 7 Jam Cukup

Natrium Hidroksida

43 0,5 10 Hari Nyata

Natrium Hidroksida

Kamar 10 24 Jam Cukup

Natrium Hidroksida

100 10 4 Jam Rusak

Table 4

Keteranagn :“ Tidak Ada “ berarti kehilangan kekuatan tidak lebih dari 5 %“ Cukup “ berarti kehilangan kekuatan 6 % - 30 %“ Nyata “ berarti kehilangan kekuatan 31 % - 70 %“ Rusak “ berarti kehilangan kekuatan lebih dari 70 %

ZEFRANZefran dibuat oleh Dow Chemical Co. dan mempunyai sifat-sifat yang berbeda dibandingkan dengan serat-serat poliakrilat Amerika yang lain. Serat ini diproduksi dalam jumlah yang sangat banyak.Zefran dapat dicelup dengan kebanyakan zat warna untuk selulosa. Struktur kimianya tidak diketahui dengan pasti dan hanya dijelaskan sebagai poliakrilonitril dengan kopolimer graft yang mempunyai afinitas terhadap zat warna.

SifatKekuatan keringnya 3,5 gram/denier, kekuatan basahnya 3,1 gram/denier, dan mulur basah maupun kering 33 %. Penampang lintangnya bulat, berwarna putih dan moisture regainnya 2,5 %, yang berarti lebih tinggi dibandingkan dengan serat-serat poliakrilat. Ketahanan terhadap pelarut-pelarut organic dan kebanyakan asam, baik dan terhadap alkali sedang. Berat jenis 1,19. Dalam air mendidih benang mengkeret 5 %.

PencelupanZefran mempunyai daya celup yang baik terhadap beberapa jenis zat warna dengan kondisi pencelupan biasa. Zefran dapat dicelup dengan baik serta mempunyai tahan luntur yang baik dengan zat warna bejana, naftol, belerang, direk dengan pekerjaan iring, dan kolpleks logam netral.

PenggunaanSeperti serat-serat poliakrilat yang lain Zefran digunakan untuk kain rajut baik Zefran 100 % maupun campuran. Kain tenun digunakan baik untuk celana, pakaian kerja dan kain tirai.

DARVAN ATAU TRAVISPada tahun 1955, B. F. Goodrich Chemical Co. mengumumkan pembuatan serat “ dinitril “ yang dinamakan Darlan yang setelah dikembangkan diubah menjadi Darvan. Serat tersebut tidak terlalu kuat tetapi mempunyai pegangan yang lunak dan menarik.Alasan mengapa Darvan di buat di Jerman ialah karena Eropa lebih menyukai wol dari pada Amerika, dan Darvan menyerupai wol. Di eropa Darvan diperdagangkan dengan nama Travis, dan secara umum disebut serat nitril.

Sifat Kimia

Serat Darvan dibuat dari kopolimer antara viniliden dinitril dan vinil asetat dengan bagian yang sama. Viniliden dimitril mempunyai hubungan dengan akrilonitril seperti halnya viniliden khlorida dengan vinil khlorida.

Telah ditemukan bahwa apabila viniliden sianida dan vinil asetat dikopolimerisasikan, kopolimernya terdiri dari satu rantai molekul dimana selang-selang dari kedua senyawa vinil dapat dikatakan sempurna

Dan kadar nitrogennya 17,1 %. Gilbert menunjukan bahwa hamper tidak bergantung pada jumlah kedua monomer yang dipakai, kadar nitrogen dari kopolimer berkisar antara 16 % - 20 %. Pemilihan spontan oleh kedua monomer dengan perbandingan 1 : 1 ditunjukan pada ( grafik 5 ).Hal tersebut disebabkan oleh karena susunan demikianlah yang memberikan ruang yang luas dan tidak berdesak-desakan. Susunan tersebut juga memberikan sifat elastic yang sangat dan ketahanan terhadap cahaya matahari dan panas yang tinggi. Kedua gugusan nitril pada satu atom karbon dari bagian viniliden sianida membentuk daerah-daerah yang dapat mengadakan ikatan hydrogen dan susunan rantai molekul yang rapat, dan kemungkinan hal inilah yang memberikan ketahanan yang tinggi terhadap air mendidih dan uap air pada tekanan 0,68 kg/cm2

PEMBUATANPerincian pembuatan Darvan belum diumumkan, tetapi dari paten-paten dapat dipelajari hal-hal sebagai berikut :

•Ada beberapa cara untuk membuat viniliden disianida tetapi salah satu cara yang umum dipakai adalah reaksi rantai larutan melonitril dan formaldehida dalam air menghasilkan 1 : 1 : 3 : 3

tetrasianopropana.

Yang pada pemanasan terurai menjadi malonitril ( yang digunakan kembali ) dan viniliden disianida. Distilasi pada tekanan rendah ( 2 mm Hg ) memisahkan malonitril yang pada tekanan rendah mendidih pada suhu 90oC dari viniliden sianida yang mendidih pada suhu 47oC.

Jumlah viniliden sianida asetat yang digunakan dalam tekanan polomerisasi mungkin 50 bagian disianida dan 50 bagian lgy asetat. Kedua monomer dilarutkan dalam bensena 0,2 bagian 0,0 – dikhloro benzoil peroksida ditambahkan sebagai katalisator polimerisasi yang terjadi dalam larutan yang dipanaskan sampai 45oC.

Kopolimer yang mengendap karena berat molekulnya tinggi disaring setelah reaksi berlangsung selama 2 jam. Kopolimer dilarutkan dalam dimetil formamida ( larutan 12 % ), dan kemudian larutan tersebut dipintal kedalam air yang akan mengendapkan filament.

Filamen ditarik dalam keadaan panas, dikeriting dan dipotong-potong menjadi stapel Darvan.

SIFAT – SIFATDarvan dinyatakan sebagai serat yang memiliki keindahan serat-serat alam dan mudah dipelihara seperti halnya serat-serat buatan yang lain.

Kekuatan tarik 1,75 gram/denier dalam keadaan kering ( kondisi standar ) 1,5 gram/denier dalam keadaan basah. Harga tersebut kira-kira sama dengan rayon. Mulurnya dalam keadaan kering maupun basah ialag 30 %. Kurva kekuatan dan mulur Darvan terlihat pada ( grafik 6 ).

Elastisitasnya baik meskipun belum menyamai nylon. Apabila serat ditarik dengan kecepatan 10 % /menit, ditahan selama 30 detik, dan kemudian dilepaskan, pemulihannya sebesar 70 % pada penarikan 3 %, dan 45 % pada penarikan 10 %. Berat jenis 1,18. Moisture regainnya antara 2 % dan 3 % pada kondisi standar.

Lebih rendah ari nylon, Verel dan vinilon , tetapi lebih tinggi dari seat-serat buatan lain. Ketahanan terhadap cuaca baik sekali. Tahan terhadap serangga dan jamur. Serat mengkeret 1 % apabila dicelupkan dalam air mendidih selama 3 menit. Ketahanan kimia cukup. Lebih baik apabila dibandingkan dengan serat-serat alam, jelek bila dibandingkan dengan Dynel, Terylene dan Teflon. Darvan tidak larut dalam aseton dan metilena khlorida. Pengaruh asam dan basa pada Darvan terlihat pada ( table 4).

Sifat pembakarannya sama dengan kapas dan rayon. Penampang lintangnya agak pipih, mungkin karena dipintal kedalam larutan yang kurang pekat bisa dilihat ( gambar 5 ).Gambar 5

Pandangan Melintang Dan Membujur Darvan

Melintang Membujur

Zat Kimia Suhu ( oC ) Konsentrasi ( % ) Waktu

Pengaruh Pada

KekuatanAsam Sulfat 100 10 4 Jam Cukup

Natrium Hidroksida 43 0,5 8 Jam Tidak Ada

Natrium Hidroksida

43 0,5 7 Jam Cukup

Natrium Hidroksida

43 0,5 10 Hari Nyata

Natrium Hidroksida

Kamar 10 24 Jam Cukup

Natrium Hidroksida

100 10 4 Jam Rusak

TABEL 4PENGARUH ASAM DAN BASA TERHAPAD DARVAN

0 4 5 10 15 20 25 300

0.5

1

1.5

2

Grafik 6Kurva Karakteristik

Darvan

Mulur ( % )

Beban (

gm

/denie

r )

Keteranagn :“ Tidak Ada “ berarti kehilangan kekuatan tidak lebih dari 5 %“ Cukup “ berarti kehilangan kekuatan 6 % - 30 %“ Nyata “ berarti kehilangan kekuatan 31 % - 70 %“ Rusak “ berarti kehilangan kekuatan lebih dari 70 %

Pencelupan Darvan memiliki afinitas kecil terhadap

zat warna. Tidak dapat dicelup dengan zat warna direk, asam, zat warna logam kompleks maupun zat warna khrom.

Zat warna disperse pada suhu didih hanya akan memberikan warna-warna muda, sedang warna-warna tua dapat diperoleh dengan zat warna azoat. Zat pengemban dapat digunakan untuk mempertua zat warna asam. Zat pengemban yang sesuai adalah o-fenil-fenol 4 gram/liter atau metal salisilat 8 gram/liter. Serat dapat diset dan dapat diputihkan dengan hipokhlorit asam.

PenggunaanSifat Darvan yang baik adalah pegangan yang baik, tahan terhadap cahaya matahari dan tidak pilling. Banyak digunakan sebagai benang rajut, sweater, dan campurannya dengan serat-serat lain untuk bahan pakaian.