Produksi Serat dan Filamen Polimer

Aplikasi terpenting dari serat dan filamen polimer ada pada tekstil. Penggunaannya sebagai bahan penguat dalam plastik (komposit) semakin berkembang aplikasinya, namun jumlahnya masih kecil dibandingkan dengan tekstil. Serat dapat didefinisikan sebagai untaian material panjang dan tipis yang panjangnya lebih dari 100 kali dimensi penampang. Filamen adalah serat dengan panjang yang terus menerus.

Serat bisa alami atau sintetis. Serat sintetis sekitar 75 % dari total pasar serat saat ini, poliester menjadi yang terpenting, diikuti oleh nilon, akrilik, dan rayon. Serat alami sekitar 25 % dari total yang diproduksi, dengan kapas sebagai bahan pokok terpenting.

Istilah pemintalan adalah metode yang digunakan untuk menarik dan memelintir serat alam menjadi benang. Dalam produksi serat sintetis, istilah tersebut mengacu pada proses mengekstrusi lelehan polimer atau larutan melalui pemintal (cetakan dengan banyak lubang kecil) untuk membuat filamen yang kemudian ditarik dan digulung.

Ada tiga variasi pemintalan serat sintetis:

• Pemintalan leleh.
• Pemintalan kering.
• Pemintalan basah.

Pemintalan Leleh

Pemintalan leleh digunakan ketika polimer awal dapat diproses paling baik dengan memanaskan ke keadaan cair dan memompanya melalui pemintal, mirip dengan ekstrusi konvensional. Biasanya spinneret memiliki ketebalan 6 mm dan berisi kira-kira 50 lubang dengan diameter 0,25 mm. Filamen yang berasal dari die ditarik dan didinginkan sebelum digulung. Perpanjangan dan penipisan yang signifikan terjadi saat polimer masih meleleh, sehingga diameter akhir yang digulung mungkin hanya 1/10 dari ukuran yang diekstrusi. Pemintalan leleh digunakan untuk poliester dan nilon.

Gambar 1. Pemintalan Leleh pada Polimer.
(Sumber: M. P. Groover, 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, edisi 4.)

Pemintalan Kering

Dalam pemintalan kering, polimer awal berada dalam larutan. Pelarut dapat dipisahkan dengan penguapan. Extrudate ditarik melalui ruang pemanas yang menghilangkan pelarut. Serat selulosa asetat dan akrilik diproduksi melalui proses ini.

Pemintalan Basah

Dalam pemintalan basah, polimer juga berada dalam larutan. Pada jenis ini, pelarut tidak mudah menguap. Untuk memisahkan polimer, extrudate harus dilewatkan melalui bahan kimia cair yang menggumpalkan atau mengendapkan polimer menjadi untaian koheren yang kemudian dikumpulkan ke gulungan. Metode ini digunakan untuk menghasilkan rayon.

Filamen biasanya dikenakan penarikan dingin lebih lanjut untuk menyelaraskan struktur kristal di sepanjang arah sumbu filamen.

Referensi

M. P. Groover, 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, edisi 4.