TEKNOLOGI POLYESTER

Serat Poliester merupakan serat buatan yang dibuat dengan mereaksikan asam tereftalat dengan etilena glikol dan proses pembuatannya dengan pemintalan leleh dimana reaksi dari asam tereftalat dengan etilena glikol akan dihasilkan chip serat yang padat berbentuk butiran selanjutnya akan dilelehkan dan dilakukan proses penarikan untuk menghasilkan serat tekstil.

Pada industri pemintalan polister yang modern, bahan baku pemintalan leleh tidak lagi berbahan baku chip poliester, melainkan dapat berasal dari monomer atau bahkan senyawa asam tereftalat dan etilena glikol langsung sebagai bahan baku monomer, sehingga proses produksi bisa berjalan lebih singkat dan efisien.

Pembuatan Serat Poliester

Bahan Baku Poliester

1.      Etilena Glycol

a.      Mono Etilena Glycol (M E G ) = HO – CH2-OH

b.      Di Etilena Glycol (D E G )   = HO – (CH2)2-OH

2.      Asam Tereftalat

a.      Terephtalat Acid (TPA)

b.      Purified Terephtalat Acid (PTA)

(Termasuk pada Asam Karboksilat)

Reaksi Pembuatan poliester    

Reaksi pembuatan Poliester  termasuk   

Reaksi Esterifikasi

Etilena Tereftalat berbentuk Ester 

 Pada proses pembuatan poliester,reaksi yang terjadi antara Etilena Glycol dan Purified Terephtalat Acid adalah rekasi pengesteran (Esterifikasi) yang menghasilkan etilena tereftalat (yang merupakan Ester) sebagai monomernya

Monomer yang terbentuk dari esterifikasi akan dilakukan proses polimerisasi untuk membentuk polimer, polimer yang dihasilkan adalah Polietilena Tereftalat (PET) atau lebih dikenal dengan Poliester. 


Esterifikasi Berlangsung dalam :

-  Kondisi mendekati vacuum

-  Lingkungan Nitrogen (N2)

-  Suhu 170 – 200 o C

1. Esterifikasi

Esterifikasi merupakan tahap

pembentukanmonomer. Proses ini disebut
langsung karena gugus karboksil (-COOH-) dari
asam tereftalat dapat dengan mudah bereaksi
dengan etilena glikol, sehingga tidak memerlukan
katalis/pemercepat rekasi.

Proses esterifikasi diawali dengan pemompaan
larutan homogen yang mengandung asam
tereftalat murni, etilena glikol, kobalt asetat, asam
fosfit, diantimontrioksida, dan titaniumoksida ke
dalam reaktor. Proses ini berlangsung selama
kurang lebih 45 menit pada reaktor bersuhu
proses 10-20OC. Dalam proses ini akan dihasilkan
produk sampingan berupa air yang dapat
menghambat kesetimbangan reaksi da
menghambat hasil, untuk itu air perlu dihilangkan
dari proses dengan dipompa agar dihasilkan berat
molekul monomer yang besar, selain itu juga
jumlah pereaksi (etilena glikol) yang ditambahkan
harus berlebih 10-20% karena etilena glikol akan
mengalami banyak kehilangan akibat destilasi
kontinyu selama tahap reaksi.

Proses ini berkahir ketika seluruh air sebagai
produk samping dapat di destilasi seluruhnya dan
produk reaksi berupa BHET (bishidroksi etlena
tereftalat) yang kemudian akan dipindahkan ke
dalam reaktor polikondensasi  bersuhu 260OC
dengan cara didorong menggunakan tekanan gas
nitrogen 2,3 kg/cm3 melalui suatu filter untuk
menyaring kotoran.  Selain air, hasil samping yang
harus dihindari adalah terbentuknya asetaldehida
yang terbentuk akibat terdegradasi suhu yang
tinggi, akibatnya akan berpengaruh pada sifat
akhir polimer poliester yang terbentuk.

2.  Polikondensasi

Polikondensasi merupakan proses penggabungan
monomer-monomer membentuk suatu polimer.
Panjang rantai polimer yang terbentuk dari reaksi
ini dinyatakan dalam derajat polimerisasi yang
sangat dipengaruhi oleh suhu dan lama reaksi
melalui putaran pengadukan yang dilakukan
secara bertahap. Dalam proses ini dapat juga
terjadi kerusakan rantai polimer yang sudah
terbentuk yang diakibatkan oleh adanya Oksigen,
yang berasal dari dalam maupun dari luar reaktor
walaupun jumlahnya sangat sedikit karena
terjadinya kerusakan rantai akan menjadi besar
sebab ini terjadi pada waktu proses reaksi
penggabungan monomer

Sifat Poliester atau Polietilenatereftalat yang
terbentuk dari hasil reaksi polimerisasi
dipengaruhi oleh jumlah gugus penghubung pada
rantai. Misalkan, adanya senyawa dietilenaglikol
(DEG) pada rantai polimer akan meningkatkan
daya serap serat terhadap zat warna tetapi jika
terlalu banyak maka akan menurunkan kekuatan
tarik dan menurunkan ketahanan suhu dari serat.
Disamping DEG yang dapat mempengaruhi sifat
serat adalah adanya gugus ujung asam
(karboksil) yang terbentuk pada proses
polimerisasi, keberadaan gugus asam yang terlalu
banyak mengindikasikan bahwa proses reaksi
polimerisasi belum sempurna atau terjadi
kerusakan rantai polimer akibat fotooksidasi oleh
panas atau oksigen sehingga terjadi pemutusan
rantai polietilenatereftalat (PET) sehingga
kekuatan serat yang terbentuk menurun.

 

PROSES PEMBUATAN RAYON VISKOSA

PROSES PEMBUATAN SERAT RAYON VISKOSA

1.      Alkalisasi (Pembuatan Alkali Selulosa)

Proses pembentukan alkali selulosa dengan mereaksikan selulosa yang berbentuk pulp dengan NaOH 18%. Tujuannya adalah mendapatkan hasil berupa slurry alkali selulosa, penggembungan selulosa,menghilangkan kotoran, dan melarutkan hemiselolusa dengan NaOH. Prosesnya dilakukan padapulper, pulp dimasukan ditambah NaOH dan MnSO4 (katalis) hasilnya berupa slurry lalu dipompa keslurry tank sehingga menghasilkan alkali selulosa. Lanjut ke slurry press untuk menghilangkan kelebihan

NaOH dan perjalanan terakhir alkalisasi adalah dimasukan kes c hedder dimana gumpalan akali selulosa akan dicabik -cabik membentuks c um (33-34% selulosa, 15 - 16% alkali, dan air).

2.      Proses Pemeraman

Hasil proses alkalisasi harus diperam untuk menurunkan derajat polimerisasi dari selulosa sehingga lebih mudah dilarutkan dalam proses selanjutnya . Proses ini dilakukan dalam alataging drum dengan waktu pemeraman 5 -6 jam dan kecepatan putar 0,3-0,6 rpm. Setelah itu, alkali selulosa dikirim kehoppper untuk

menghilangkan loga -logam alkali, dengan melewatibl ower bertekanan udara .

3.      Proses Xantasi

Alkali selulosa belum dapat dilarutkan , untuk itu perlu dirubah ke bentu k lain agar dapat dilarutkan untu k dipintal. Prosesnya alkali selulosa dirubah ke bentuk selulosa xantat dengan direaksikan denganKarbon disulfida dalam alat yang dinamakanxantator. Prosesnya alkali selulosa akan dimasukan ke dalamnya tetapi sebelum ditambahkan Karbon disulfida harus diperam dulu supaya tidak dihasilkan CS2 yang akan menimbulkan ledakan akibat reaksi antara udara d engan Karbon disulfida, pemeramam selama 7 menit. Setelah itu baru dialirkan Karbon disulfida dengan pengadukan 43 rpm selama 30 -40 menit sampai akhirnya dihasilkan selulosa xantat .

4.   Proses Pelarutan dan Pencampuran

Pelarutan dilakukan dengan mereaksikan al kali selulosa xantat dengan NaOH 20 g/L pada alatdi sol v er dan fine homogenizer yang berlangsung 1,25 -1,75 jam pada kisaran suhu 15-20OC sehingga dihasilkan larutan yang kental yang disebut larutan viskosa. Proses ini dilakukan pada suhu rendah untuk mengh indari

terjadinya dekomposisi xantat dan produk samping . Untuk itu, xantator dilengkapi alat pendingin.Selanjutnya dialirkan kebl ender untuk menghasilkan larutan yang lebih halus dan rata.

5.      Proses Pematangan

Proses ini dimaksudkan untuk menyempurnakan reaksi pembentukan viskosa dilakukan dalam alatripening tank. Kematangan larutan dinyatakan dalamRi pening Indeks (RI) atau angka kematangan. RI dinyatakan dalam banyaknya (ml)Amonium klorida (NH4Cl) yang diperlukan untuk mengkoagulasi 20 gram viskosa yang dilarutkan dalam 30 ml air pada suhu 20OC.

Ada 2 macam penghambat yang harus dihilangkan sebelum larutan viskosa dipintal yaitu pengotor dari debu, karat, serta serat-serat halus yang dapat menyebabkan penyumbatan pada spineret dan timbulnya gelembung udara yang dapat memutus filamen serat saat dipintal. Pengotor pertama akan dihilangkan dengan dilewatkan padafirst filter sedangkan jenis pengotor kedua akan disedot dengandea erator.

6.      Spinning (Pemintalan)

Rayon Viskosa dipintal dengan pemintalan basah, prinsipnya larutan viskosa setelah dilewatkan pada cetakan serat (spineret) akan dimampatkan menjadi filament serat dengan dilewatkan pada larutan koagulan.

Setelah proses pematangan, larutan viskosa akan dimasukan ke dalam spinning tanksebagai penampung, lalu dipompakan ke candle filter(alat perantara sebelum masuk spineret , disini terjadi penyaringan ulang kotoran) melewatimat ering pump untuk menjaga kesetabilan aliran larutan. Setelah itu larutan viskosa dipintal lewat lubang spineret dengan diendapkan lewat larutan koagulan membentuk

filament rayon atau disebuttow . Komposisi larutan koagulan yaitu:

·         Asam sulfat (H2SO4) Meregenerasi lauratan viskosa (natrium selulosa xantat) menjadi selulosa.

·         Seng-sufat (ZnSO4) Menghambat proses regenerasi yang terlalu cepat sehingga pembentukan lapisan kulit filamen lebih stabil (agar kecepatan pengendapan flamen di lapisan luar dan dalam tidak terlalu jauh sehingga diameter serat tidak terlalu mengkerut)

·         Natrium sulfat (Na2SO4) Elektrolit kuat untuk membantu proses koagulasi dengan menajaga stabilitas ph (buffer) dan mencegah kerusakan filament yang sudah terbentuk oleh H2SO4. Tow (kumpulan filamen) yang terbentuk, akan ditarik sehingga menimbulkan peregangan filament, ini dilakukan dengan dilewatkan padaguide adapun pengaturan peregangan olehstrech roller. Setelah itu tow akan diregangkan kembali dengan dilewatkan padaidle roller dan feed roller sebelum dipotong -potong.

7.      Pemotongan Tow

Tow merupakan kumpulan filament yang panjangnya tidak berujung untuk itu

perlu dilakukan pemotongan agar memudahkan proses selanjutnya. Proses

pemotongan dilakukan dengan memasukan tow pada mesin pemotong dengan

posisi vertikal dengan bantuan semprotan air bersuhu 120OC tekanan 1,2 bar

sehingga dihasilkan serat staple (potongan -potongan flilament) dengan kisaran

panjang 32, 38, 44, 51, dan 60 mm.

8.      Proses Pengambilan Kembali Karbon disulfida

Serat rayon yang telah dipotong (staple) dilewatkan pada pipa -pipa kecil yang

berlubang dengan injeksi uap, dengan tujuan mengambil CS2 dengan air, proses ini

akan mengambil 30 -40% CS2.

9.      After Treatment (Proses Pengerjaan Lanjutan)

Proses ini untuk menghilangkan sisa -sisa larutan koagulan dan sulfida yang

masih menempel pada serat rayon viskosa. Serat rayon yang berbentuk hamparan

dilewatkan pada mesinafter treatment secara kontinyu dengan kecepatanc onvey or

3-5 m/menit. Urutan proses pengerjaan lanjutan diantaranya:

-Acid Free Wash (pencucian bebas asam)

- First Washing (pencucian pertama/lanjutan)

- Desulfurizing (penghilangan belerang)

- Second Washing (pencucian kedua)

- Bleaching (pengelantangan)

- Third Washing (pencucian ketiga)

- Final Washing (pencucian akhir)

- Soft Finish (proses pelembutan)

10.  Proses Pengeringan dan Pengepakan

Serat kemudian dipress lewatsqueeze roller lalu dikirim ke mesin wet opener

untuk dicabik-cabik sehingga dengan serat yang terpotong lebih kecil akan lebih

mudah dikeringkan. Selanjutnya serat dikeringkan ke mesin pengeirng denga dua

tahap.

- Pengeringan I suhu 100 -130OC dengan sisa kadar air seki tar 35%

- Pengeirngan II suhu 100 -140OC dengan sisa kadar air 11 -13%

Setelah itu serat akan dicabik-cabik lagi menjadi staple yang siap dipintal untuk

benang di mesinfeeder lalu, diteruskan ke mesin opener (mesin pembuka serat).

Akhir proses serat dipak menjadibale serat dengan berat sekita 250 kg.

PTKT

Pengantar Tehnik Kimia Tekstil

Preretreatmen
Standar kain utk dicelup
1. Kekuatan tarik +/-90% dari grey
2. Daya serap 3 detik/kurang
3. kotoran habis ( kotoran alamiah dan luar )
4. derajat putih +/-85%
5. pH 6,5-9
6. Stabilitas dimensi sesuai keinginan spesifikasinya
7. pegangan seragam & lembut

Contoh alur Proses
Grey-pencukuran,penyikatan,bakarbulu-preheat setting(sintetis)-desizing-pemasakan-pengelantangan-merserizasi/kostiksasi(sintetis)-pengecapan-penyempurnaan. Kiri;intermediated heatsetting-pencelupan-post heat setting.
Polister100% langsung relaxasi tanpa bakarbulu.

A. Penghilangan bulu
1. Pencukuran (roping). Untuk serat sintetis, kain lebih halus dan mahal
2. Bakar bulu
3. Enzim(selulosa): stone washing+biopolishing(denim),disini ada pemisahan rantai
selulosa secara Molekuler. Bulu-bulunya: lebih halus,bebas pilling,lebih
lembut,dan daya serap bagus.

Efek tidak ada bakar bulu

1. Pada katun, apabila kena NaOH,bulu akan lebih banyak menempel,sehingga ketika dicelup, bulu menyerap warna berbeda dengan badan kain.
2. Pada pengecapan: motif tidak tajam
3. Wetability (bulu menjebak udara), sehingga zat warna terhalang udara yg terjebak dibawah bulu.

B. Desizing
Semua kain yang akan diproses celup/ printing pasti mengandung kanji karena semua proses
Pertenunan memakai kanji( kecuali rajut). Dan kanji harus dihilangkan.
Kanji ada 2 macam :
1. Kanji alam: pati,alginate
2. Kanji sintetis :resin,(PVA,acrylic/paling banyak dipakai)derivate selulosa
a. Desizing mekanis :
1. Impegnasi: masuk dalam bak dan banyak roll pemeras.
2. Waktu :diserap & memecah kanji
3. Pencucian
4. Panas ( enzim tdk boleh >170oC dan pH =5,6-7 )

b. cara penghilangan kanji :
Perendaman : asam encer,alkali oksidator,enzim
1. Enzim > batch4jam {(C6H10O5}n +enzim -> C12H2O11 -> C6H12O6)} -> washing.
2. Asam encer > HCl / H2SO4 (encer) 70%, pad-steam100% > washing. Proses lebih
cepat, tapi ada bahayanya, kemungkinan serat oleh asam dan netralisasi dan
pencucian harus baik.

3. Dengan oksidator (NaOH,perborat). Memecah molekul kanji menjadi larut dalam
air. ( rantai molekul dipecah menjadi lebih pendek ).
4. Dengan soda api / NaOH. Jarang dipakai karena proses lama. Kain direndam
dalam air NaOH encer +/- 12 jam, kemudian dicuci panas dan dibilas.
5. Penghilangan kanji sintetis dengan air panas atau oksidator. Pad-steam-
washing.

Pemeriksaan dgn tes KI: 10gr/ltr Kalium + 10 gr/ltr Jodium dilarutkan dalam 1 liter air. Teteskan ke kain, bila timbul warna yang menunjukan belum bersih :
1. biru masih ada kanji/amilum.
2. Ungu (dektrim).
3. merah (entro dekstrim)
4. coklat (akro dektrim)
5. Biru kehijauan (maltosa/ glukosa )

Reaksi yang ada dalam desizing :
reaksi kanji + enzim : C6H10O5 + H2O -> enzim -> C12H22O11(maltosa)
reaksi kanji + asam : C6H12O5 + H2O -> asam -> C6H12O6 ( glukosa )
reaksi kanji +dengan oksdator : m(C6H12O5)n -> On -> n(C6H10O5)m


C. Pemasakan

Pemasakan adalah proses menghilangkan kotoran internal/external.

Prinsip penyabunan:
H2C-C-COOR1(R2/H2O-R3) + 3NaOH -> HC(H2C-OH)2x-OH+R1-COONa(-R2-CooNa)(-R3-COONa)

Zat yg digunakan
NaOH/Na2CO3 : air yang digunakan kesadahan <3o OH
Dalam resep ditambah CaMg tinggi yang gunanya untuk Surfaktan (penurun tegangan permukaan/ pembasah) dan EDTA /chelating agent ( mengurangi kesadahan, mengikat Fe,Ca).

Kain rajut dan rayon ( derajat polimerisasi kapas)
Harus dalam kondisi alkali lunak: proses penetralan dengan asam. Semua komposisi serat kapas cuma selulosa saja yang di pakai, yang lain dihilangkan.

Pemasakan sutra
Tujuannya menghilangkan serisin. Serisin yaitu protein albumen tdk larut air dingin,tapi melunak pada air panas dan larut pada sabun/ alkali lemah.

Pemasakan Rayon
Rayon Viscosa dan polynosic dengan soda abu dan pembasah, rayon kupromium dengan ammonium 30%, Rayon asetat dgn sabun netral (jangan terlalu alkalis dan suhu jangan terlalu tinggi. Karena kemungkinan terjadi saponifikasi yang menyebabkan kilapnya turun.

D. Pengelantangan

Tujuan dari pengelantangan adalah menaikan derajat putih dari kain yang akan diproses.

Zat pengelantang tergantung jenis serat:
1. Selulosa : kaporit, Natrium hipoklorit (suasana asam,alkali), H2O2.
2. Regenerasi selulosa ; Natrium hipoklorit/ NaOCl, H2O2
3. Protein : NaHSO3, Na2S2O4, H2O2.
4. Sintetis:Naklorid,NaClO2,H2O2/kecuali poliamida.
5. Rayon: Natrium Asetat

Faktor yang berpengaruh dalam pengelantangan dengan H2O2:
1. Kondisi air:kesadahan
2. pH nya dalam suasana alam
3. suhu <80-85oC
stabilisator: Na Sulikat (waterglass)

kekurangan H2O2:
1. pegangan keras
2. waterglass menempel dimc./kain
3. kerak sulit hilang
4. daya serap turun

Proses Mekanisme H2O2
1. penguraian langsung :H2O2 -> H2 + On + x kalor/panas.
2. disosiasi dgn air H2O2 -> <- H+ + HO2-
3. pelepasan zat pengelantangan HO2 -> OH- + On
4. Pengeluaran zat pengelantangan dgn media alkali NaHO2 --> <-- Na + + HO-
5. dekomposisi : H2O2 -> 2H2O + O2

H2O2 banyak dipakai karena:
1. daya oksidasi kecil disbanding zat pengelantangan kain
2. tdk pakai proses anti clor
3. derajat putih yg dihasilkan stabil
4. stabilitas penyimpanan tinggi
5. berbentuk larutan dan tdk berbau
6. mudah pakai,dingin/panas
H2O2 tidak aktif mengelantang selulosa dalam suasana asam/netral.