Poliester

PENCELUPAN SERAT POLIESTER DENGAN ZAT WARNA DISPERSI

Pembuatan Poliester.

Bahan baku untuk pembuatan poliester yang sekarang dipakai adalah PTA dan EG dengan rumus molekul sebagai berikut :

Etilena yang berasal dari penguraian minyak tanah dioksidasi dengan udara, menjadi etilena oksida yang kemudian di dehidrasi menjadi etilena glikol.

Asam tereftalat dibuat dari para-xilena yang harus bebas dari isomer meta dan orto. Pemisahan dilakukan dengan kristalisasi, p-xilena membeku pada suhu 25⁰C. Oksida dengan asam Nitrat pada suhu 220⁰C dan tekanan 30 atmosfer merubah p-xilena menjadi asam tereftalat. Cara lain adalah dengan oksidasi p-xilena dengan udara dan katalisator kobalt toluat pada suhu 20⁰C, menjadi asam toluat yang diesterkan menjadi metil toluat dan oksidasi selanjutnya terjadi monometil tereftalat. Monometil tereftalat atau asam tereftalat diubah menjadi dimetil tereftalat.

Asam tereftalat atau esternya dan etilena glikol dipolimerisasikan dalam tempat hampa udara dan suhu tinggi. Polimer disemprotkan dalam bentuk pita dan kemudian dipotong-potong menjadi serpih-serpih dan dikeringkan.

Pada tahap polimerisasi, ester sederhana ini dipanaskan pada suhu sekitar 260°C dan pada tekanan rendah. Dalam hal ini diperlukan sebuah katalis misalnya senyawa-senyawa antimoni seperti antimoni(III) oksida. Poliester yang terbentuk dan setengah dari etana-1,2-diol dilakukan pembaharuan yang selanjutnya dilepaskan dan disiklus ulang sesuai reaksi :

Bila dimethyl terephtalate (DMT) dipergunakan sebagai bahan mentah, gabungan metanol harus di ubah menjadi EG. Tahap ini disebut penggantian ester.

Pada polimerisasi kondensasi, jika monomer – monomer bergabung bersama, ada sebuah molekul kecil yang hilang. Ini berbeda dengan polimerisasi adisi yang menghasilkan polimer seperti poli(eten) – dimana pada proses ini tidak ada yang hilang ketika monomer-monomer bergabung bersama. Sebuah poliester dibuat dengan sebuah reaksi yang melibatkan sebuah asam dengan dua gugus -COOH, dan sebuah alkohol dengan dua gugus -OH.

Pada poliester umum terdapat: asam benzen-1,4-dikarboksilat (nama lama: asam tereftalat) dan alkohol yaitu etana-1,2-diol (nama lama: etilen glikol).

Senyawa-senyawa ini secara bergantian terbentuk ester dimana masing-masing gugus asam dan masing-masing gugus alkohol, kehilangan satu molekul air setiap kali sebuah sambungan ester terbentuk. Hasilnya sesuai dengan reaksi dibawah kimia ini :

Ester-ester sederhana mudah dihidrolisis melalui reaksi dengan asam atau basa encer. Poliester diserang dengan mudah oleh basa, tetapi jauh lebih lambat oleh asam encer. Hidrolisis dengan air saja sangat lambat sehingga hampir tidak diperhitungkan. (Poliester tidak akan terurai menjadi bagian-bagian kecil jika terkena air hujan). Jika ditumpahkan basa encer pada sebuah kain yang terbuat dari poliester, maka sambungan-sambungan esternya akan putus. Etana-1,2-diol terbentuk bersama dengan garam asam karboksilat. Karena dihasilkan molekul-molekul kecil dan bukan polimer asli, maka serat-serat kain tersebut akan hancur, dan terbentuk sebuah lubang pada kain.

 

Sebagai contoh, jika mereaksikan poliester dengan larutan natrium hidroksida, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Seperti dengan nylon, poliester juga dipintal leleh. Kebutuhan – kebutuhannya sama seperti untuk nylon, kecuali peralatannya harus mempunyai ketahanan yang lebih tinggi terhadap panas, karena titik lelehnya lebih tinggi, dan perencanaan pengatur udara dalam ruang pemintalan agak berbeda.

Untuk proses after–stretching, poliester harus dipanaskan sampai kurang lebih 90⁰C. Bagian penarik dari draw-twister filamen mempunyai rol penyuapan dan rol – rol penarikan dua tingkat. Benang yang belum di tarik diberi penarikan pendahuluan di antara rol – rol penyuap dan rol penarik pertama, dan kemudian terjadi penarikan utama di rol pertama dan kedua, sementara benangnya di panaskan mulai pada rol pertama, yang permukaannya dipertahankan pada suhu 900⁰C.

Pada penarikan utama benangnya di lewatkan di atas sebuah flat panas di mana suhu permukaannya dipertahankan pada suhu tetap antara 130⁰ – 150⁰C. Tujuan penggunaan plat panas tersebut adalah untuk mempermudah penarikan dan untuk menstabilkan struktur dalam dari serat yang sudah di tarik, sistim kontrol pemanasan dan suhu harus di rencanakan dengan sangat teliti agar suhu rol dan suhu plat panas konstan.

Bagian – bagian utama dari mesin harus kukuh dan dikerjakan dengan ketelitian tinggi untuk mempertahankan kecepatan tarik dan konstan. Perhatian demikian harus diberikan untuk menjamin mutu benang yang rata, mutu yang tidak rata di sebabkan pada tahap ini akan mempengaruhi daya tarik terhadap zat warna, dan menyebabkan pencelupan yang tidak rata atau noda – noda pada kain tenun atau rajut.

Menurut kebiasaan lapisan permukaan dari gulungan benang diambil sebagai contoh untuk diteliti mutunya. Cara ini tidak memuaskan karna tidak selalu ada hubungan antara bagian permukaan dan bagian dalam yang menyangkut ketidak rataan atau cacat benang. Akhir – akhir ini telah dikembangkan sejenis instrumen baru yang dapat dapat mengukur ketidak teraraturan tiap benang yang sedang berjalan,dan mendeteksi perubahan – perubahan sifat – sifat dielektrik.

Dengan mempergunakan alat ini seluruh produk dapat diperiksa tanpa kekurangan benang sedikit pun. Ini memungkinkan mesin penarikan bekerja terus sambil dilakukan pemeriksaan benang yang telah di tarik terhadap kerataan.

Pada pembuatan serat staple penarikan di lakukan dengan cara yang sama seperti pada nylon, ikatan serat dari pemintalan di himpun menjadi besar dan dibawa ketahap after drawing. Pemanasan dilakukan pada waktu penarikan utama oleh rol panas, plat panas atau larutan panas.

http://smk3ae.wordpress.com/2008/05/26/pencelupan-serat-poliester-dengan-zat-warna-dispersi-2/