1. PENDAHULUAN
Nylon adalah serat benar-benar sintetis pertama yang akan
diusahakan (1939). Nylon dikembangkan pada tahun 1930 oleh para ilmuwan di Du
Pont, dipimpin oleh seorang kimiawan Amerika Wallace Hume Caruthers
(1.896-1.937). Ini adalah serat poliamida, berasal dari diamina dan asam
dikarboksilat, karena berbagai diamines dan asam dikarboksilat dapat
diproduksi, ada sejumlah sangat besar bahan poliamida tersedia untuk
memproduksi serat nilon. Dua versi yang paling umum adalah nilon 66 (adiamide
polyhexamethylene) dan nilon 6 (Polycaprolactam, nilon siklik intermediate). Bahan baku untuk ini adalah variabel dan sumber yang digunakan
secara komersial adalah benzena (dari produksi coke atau penyulingan minyak),
furfural (dari lambung oat atau tongkol jagung) atau 1,4-butadiena (dari
penyulingan minyak). Reaksi kimia adalah sebagai berikut [1].
2. SERAT JENIS
Jenis
serat yang diproduksi secara komersial di berbagai belahan dunia. Nylon 66 telah disukai di pasar Amerika Utara, sedangkan
nilon 6 adalah jauh lebih populer diEropadan di tempat lain. Nilon diproduksi oleh mencair berputar dan tersedia dalam
pokok, monofilamen belakangnya,, dan multi-filamen bentuk. Serat ini memiliki daya tahan yang luar biasa dan sifat
fisik yang sangat baik. Nilon adalah semi-kristal polimer. Kelompok amida - (-CO-NH-) - Menyediakan ikatan hidrogen
antara rantai poliamida, memberikan kekuatan tinggi nilon pada temperatur
tinggi, ketangguhan pada suhu rendah, dikombinasikan dengan sifat-sifat
lainnya, seperti kekakuan, ketahanan aus dan abrasi, koefisien gesekan rendah
dan ketahanan kimia yang baik. Properti ini telah membuat nilon yang terkuat dari semua
serat buatan yang umum digunakan. Karena
nilon menawarkan sifat mekanik dan termal yang baik, mereka juga termoplastik
rekayasa yang sangat penting. Misalnya, 35% dari total produksi nilon yang digunakan
dalam industri otomotif [2]. Ada beberapa produk nilon komersial, seperti nilon 6,, 11
12, 6/6, 6/10, 6/12, dan seterusnya. Dari
jumlah tersebut, produk nilon yang paling banyak digunakan dalam industri
tekstil terbentuk dari nilon 6 dan nilon 6/6. Yang lain terutama digunakan dalam ekstrusi tabung, injection
molding, dan coating dari benda logam [3].
Karakteristik yang luar biasa Nylon dalam industri tekstil
adalah fleksibilitas. Hal ini dapat dibuat cukup kuat untuk berdiri di bawah tali
hukuman ban harus bertahan, cukup baik untuk semata-mata, kaus kaki fashion
tinggi, dan cukup ringan untuk kain parasut dan tenda backpacker. Nylon digunakan baik sendiri maupun dalam campuran dengan
serat lain, di mana kontribusi utamanya adalah kekuatan dan ketahanan abrasi. Nylon mencuci dengan mudah, cepat kering, perlu sedikit
menekan, dan memegang bentuknya baik karena tidak menyusut atau peregangan.
3. SERAT
PEMBENTUKAN
Salah satu faktor yang paling penting dalam pengolahan
polimer adalah viskositas, yang merupakan fungsi dari berat molekul. Jumlah berat rata-molekul polimer yang cocok untuk rentang
produksi serat tekstil dari 14.000 sampai 20.000. Karena Polycaprolactam dapat dianggap pada kesetimbangan
sebagai polimer polikondensasi, berat rata-rata jumlah molekul saja sudah cukup
untuk karakterisasi nya. Dua-langkah meleleh berputar, terdiri dari berputar dan
menggambar, dianggap metode konvensional untuk memproduksi filamen nilon. Setelah pencairan, penyaringan, dan deaerasi, polimer cair
diekstrusi melalui spinneret ke dalam ruang di mana mencair mengeras menjadi
bentuk filamen. Pada tahap ini, filamen memiliki orientasi molekul kecil,
dan birefringence sedikit mereka adalah karena gaya geser dibentuk selama
ekstrusi. Untuk mencapai sifat yang diinginkan melalui orientasi
molekul dan kristalinitas, filamen yang baru terbentuk harus ditarik. Sejak Tg nilon di bawah suhu kamar, nilon dapat menggambar
drawn.Hot dingin juga sering digunakan. Filamen
nilon diambil kira-kira empat kali panjang awal mereka. Efek gambar pada birefringence, ukuran anisotropi molekul,
dapat dilihat pada Tabel I. Juga, modulus elastisitas meningkat secara
signifikan dengan orientasi peningkatan seperti ditunjukkan pada Tabel sifat
lain I. fisik, seperti keseimbangan kepadatan, kelembaban penyerapan, keuletan
dan pemuluran saat istirahat, juga dipengaruhi oleh gambar.
Tabel 1: Pengaruh
Menggambar pada Birefringence dan modulus elastis
Menggambar
Ratio
|
Birefringence
|
Modulus
elastis (GPa)
|
1
|
0.00832
|
1.97
|
2
|
0.03297
|
2.74
|
3
|
0.05523
|
3.70
|
4
|
0.05904
|
4.59
|
5
|
0.06381
|
5.77
|
60
|
0.06901
|
6.74
|
Daripada dua langkah spinning (ekstrusi) dan menggambar,
satu-langkah, kecepatan tinggi proses pemintalan sedang digunakan semakin. Dalam kecepatan tinggi berputar, filamen penyelesaian
kecepatan relatif terhadap kecepatan ekstrusi sangat tinggi dan orientasi dan
kristalisasi terjadi dalam aliran perpanjangan sepanjang garis berputar. Ketika menggambar seperti berputar-serat, molekul disusun
secara acak di daerah amorf dan rantai yang dilipat di daerah kristal seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Pada intinya, menggambar dingin membentang rantai di daerah
amorf, namun lipatan molekul dibatasi dan orientasi molekul sendiri sepanjang
arah sumbu serat, sehingga orientasi ditingkatkan dan kristalinitas tinggi. Dalam kasus nilon, yang memiliki lembaran-seperti struktur
kristal, gambar dapat mengaktifkan hidrogen terikat lembar poliamida menyelinap
melewati struktur satu sama lain dan bentuk yang lebih berorientasi [4]. Gambar panas adalah prosedur menggunakan suhu tinggi selama
menggambar dan anil bawah kekangan setelah menggambar. Paparan suhu tinggi membantu untuk meningkatkan rasio
imbang, dan modulus yang lebih tinggi dan keuletan dapat dicapai .. Gambar Ultra bahan kristal dipadatkan menginduksi tingkat
tinggi perpanjangan rantai (Gambar 2), yang menyebabkan kekuatan tarik yang
sangat tinggi dan modulus. Hal ini menghasilkan serat yang disebut performa tinggi.
Sebuah struktur kulit-inti, sebagian besar tergantung pada
kecepatan berputar, umumnya terbentuk dalam lelehan-berputar serat. Pada tingkat makan konstan, kecepatan berputar lebih tinggi
akan menghasilkan rantai lebih luas dalam mencair dan membentuk filamen halus. Oleh karena itu, serat halus biasanya memiliki modulus yang
lebih tinggi dan keuletan. Filamen halus tidak dapat ditarik sebanyak filamen kasar,
karena orientasi parsial pada bagian luar dari filamen terbentuk ketika cairan
cair ditarik melalui sisi lubang. Akibatnya,
filamen halus memiliki proporsi yang lebih besar dari 'kulit' massal, yaitu,
orientasi yang lebih baik telah terbentuk. Tentu,
tidak ada banyak ruang untuk perbaikan dengan menggambar dingin dalam filamen
halus. Filamen menjadi berkilau dan kuat.
4. PERILAKU
REOLOGI
Viskositas lelehan polimer dapat direpresentasikan sebagai
fungsi dari berat molekul oleh hubungan [5, 6]:
η = K (M w ) a
Dimana viskositas geser nol, M w itu rata-rata berat molekul, K dan adalah konstanta
tergantung pada polimer dan temperatur. Dalam
kasus nilon, nilai eksponen yang biasanya berada dalam kisaran 3,4-3,8 dari.
Telah lama diketahui bahwa kelembaban memiliki efek yang
kuat pada perilaku reologi dari nilon. Umumnya,
tingkat kelembaban tinggi menyebabkan degradasi dan berbusa, dan tingkat yang
relatif rendah bertindak kelembaban sebagai plasticizer dalam nilon 6 selama
proses meleleh. Semua nilon menyerap kelembaban. Tingkat penyerapan air tergantung pada suhu, kelembaban
kristalinitas, dan. Oleh karena itu, sebelum pengolahan resin nilon, pelet
polimer harus dikeringkan dengan tingkat kelembaban dibawah 0,2% wt, untuk
menghindari pembentukan gelembung dan signifikan degradasi polimer selama
pemrosesan. Sebuah studi baru-baru ini [7] menemukan bahwa suhu
pengeringan yang digunakan mempengaruhi viskositas geser meleleh nol. Hasilnya ditampilkan dalam
Tabel 2. Pengaruh Suhu Resin Pengeringan pada Nol Viskositas Melt
Pengeringan
Suhu ( ° C) *
|
Molekul
Berat Eksponen
|
50
|
3.8
|
110
|
4.6-5.4
|
5. NON-KONVENSIONAL
BERPUTAR TEKNIK
Alternatif untuk konvensional meleleh berputar, berbagai
solusi-berputar teknik telah diperkenalkan [8,9]. Solusi teknik berputar (gel, basah, kering) memungkinkan
berputar tinggi poliamida berat molekul, menyebabkan filamen kekuatan tinggi
(100cN/tex keuletan) [8]. Sebagai sebuah inovasi terhadap pembentukan serat,
teknologi baru memproduksi serat mikro telah dikembangkan dan dilaporkan [10]. Membelah berputar dan mekanik dan pelarut Terutama langsung
menghasilkan serat mikro. Berputar elektro [11] merupakan pendekatan lain untuk
berputar serat, ketika pasukan listrik pada polimer meleleh atau permukaan
solusi mengatasi tegangan permukaan dan menyebabkan pengusiran dari jet
bermuatan listrik. Diameter serat yang dihasilkan oleh teknik ini adalah
urutan nanometer. Sering, ada yang diproduksi serat yang bermuatan listrik.
6. STRUKTUR
KRISTAL
Kedua 6 nilon dan nilon 66 adalah semi-kristal polimer. Ini poliamida alifatik linear dapat mengkristal terutama
karena ikatan hidrogen antarmolekul yang kuat melalui kelompok amida (Figure.
3) [3], dan karena pasukan Vander dinding antara rantai metilen. Karena sifat struktural dan termo-mekanik yang unik dari
nilon didominasi oleh ikatan hidrogen dalam poliamida, kimia kuantum dapat
digunakan untuk menentukan potensi ikatan hidrogen [3]. Sisi kiri dari angka menunjukkan hidrogen-ikatan pesawat,
dan sisi kanan menunjukkan pandangan ke bawah sumbu rantai. Untuk bentuk-nilon 6, rantai berdekatan semut paralel dan
ikatan hidrogen antara rantai yang berdekatan dalam lembar yang sama (membagi
dua CH 2 sudut). Untuk bentuk-nilon 6, rantai sejajar dan ikatan hidrogen
antara rantai dalam lembaran yang berdekatan. . Dalam nilon 66, rantai memiliki directionality tidak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa struktur kristal yang
stabil adalah bentuk-terdiri dari tumpukan lembaran planar hidrogen-terikat
rantai diperpanjang. Hal ini juga tampak bahwa modulus Young daribentuk-lebih
tinggi dari bentuk-γ.
Sifat mekanis, thermal dan optik dari serat
sangat dipengaruhi oleh orientasi dan kristalinitas. Pada dasarnya, tinggi serat orientasi dan
kristalinitas akan menghasilkan sifat yang lebih baik. Kristalinitas nilon dapat dikendalikan oleh
nukleasi, yaitu, pembenihan polimer cair untuk menghasilkan spherulites seragam
berukuran lebih kecil. Hal ini menyebabkan
hasil kekuatan tarik meningkat, modulus lentur, ketahanan mulur, dan kekerasan,
tetapi beberapa kerugian dalam perpanjangan dan impact resistance. Manfaat lain yang penting yang diperoleh dari
nukleasi adalah penurunan waktu setup selama proses [1].
7. DYEABILITY
Efisiensi pencelupan dari serat nilon ditingkatkan karena
akhir kelompok-COOH dan-NH2, yang menunjukkan karakteristik polar dan
hidrofilik. Difusi pewarna ke dalam serat erat kaitannya dengan tingkat
pencelupan, tingkat pencelupan melalui migrasi dye, sifat tahan luntur basah
pewarna, dll Hal ini umumnya percaya bahwa difusivitas pewarna independen pada
konsentrasi pewarna, dengan beberapa pengecualian. T. Shibusawa [12] mempelajari difusi yang paling zat warna
dispersi pada nilon 6 dan menemukan bahwa difusivitas sebenarnya pada nilon 6
serat tidak selalu independen pada konsentrasi dye. Kim et al. [13] telah melaporkan bahwa tingkat pencelupan dan saturasi
dye dari 1,4-diaminoanthraquinone (1,4-DAA) yang membaik di hadapan bromida
didodecyldimethlammonium (DDDMAB). Jumlah
DDDMAB teradsorpsi pada nilon 6 serat sekitar 20 kali lebih tinggi daripada
agen pendispersi konvensional. Hal ini menunjukkan bahwa mungkin ada interaksi yang cukup
kuat antara DDDMAB dan serat berdasarkan interaksi elektrostatik dan
hidrofobik. Ada banyak usaha untuk meningkatkan dyeability nilon atau
setidaknya untuk menunjukkan faktor-faktor dan mekanisme bertindak dalam
pencelupan nilon. Telah menunjukkan bahwa akrilonitril dan stirena radiasi
grafting pada polimer bisa meningkatkan dyeability nilon [15]. Pendekatan lain untuk dyeability lebih tinggi dari nilon 6
adalah dengan kopolimerisasi [16]. Dalam
kasus ini, dyeability dapat ditingkatkan dengan mengorbankan penurunan
viskositas spesifik dan panas dan ketahanan hidrolisis. Pengobatan lain, seperti etsa plasma [17] dan superpanas
mengepul [18] telah terbukti menurunkan dyeability nilon. Dalam pengobatan mantan, struktur luar, biasanya tidak
rentan terhadap pewarna, yang terukir pergi sedangkan fase kristal di dalam
serat yang tidak banyak terpengaruh. Superheated
mengepul dari serat menyebabkan penyusutan lebih tinggi dan kristalinitas yang
lebih tinggi dan ukuran kristal, yang memberikan kontribusi untuk mengurangi
dyeability.
8. DEGRADASI
The-COOH dan-NH 2 end-kelompok dalam nilon yang sensitif terhadap cahaya,
oksigen panas,, asam dan alkali. Bila
terkena suhu tinggi, nilon dimodifikasi menjalani molekul berat degradasi, yang
mengakibatkan hilangnya sifat mekanik. Degradasi
ini sangat waktu / bergantung pada temperatur. Dengan menambahkan stabilizer panas, nilon dapat digunakan
pada suhu tinggi untuk kinerja jangka panjang. Paparan hasil sinar UV dalam nilon degradasi selama jangka
waktu, tampak bahwa karbon hitam dapat menambahkan mengurangi degradasi
radiasi. Nilon adalah kimia resistensi terhadap hidrokarbon, asam
aromatik dan kuat, basa, dan pelarut serangan fenol alifatik, tetapi mereka. Mereka juga secara bertahap diserang hydrolytically dengan
air panas. Sulfonasi Baru dikembangkan dari nilon 6 fiber [19] oleh
2,5 klorida Dichlorobenzene sulfonil (DSBC) memiliki efek yang besar pada
stabilitas panas dan kimia dari serat. Ini
melaporkan bahwa serat dimodifikasi adalah non-mencair hingga 1000 o C, dan tidak terbakar saat memasukkannya ke dalam api
langsung (tapi karakter tanpa kehilangan bentuk serat). Ini tidak larut dalam asam format dan asam mineral pekat. Kaca suhu transisi adalah sekitar 500 o C.
9. SIFAT
NYLON 66
-Keteguhan Hati-elongasi pada rentang istirahat dari
8.8g/d-18% menjadi 4,3% g/d-45. Kekuatan tarik yang lebih tinggi dibandingkan dari wol,
sutra, rayon, atau kapas.
- 100% elastis di bawah 8% dari ekstensi
-Spesifik gravitasi dari 1,14
-Titik lebur dari 263 o C
-Sangat stabil secara kimiawi
-Tidak ada jamur atau bakteri efek
-4 - 4,5% kelembaban kembali
-Terdegradasi oleh cahaya sebagai serat alami
-Tetap ditetapkan oleh panas dan uap
-Abrasi tahan
Serat-Lustrous-Nylon memiliki kilau sutra
Mudah-untuk mencuci
-Bisa pra berwarna atau dicelup dalam berbagai
warna, pewarna diterapkan pada massa cair dari nilon atau benang atau kain
jadi.
Tahan
-Filament benang menyediakan halus, lembut, kain
tahan lama
-Spun benang meminjamkan kain ringan dan
kehangatan
10. SIFAT
NYLON 6
Perbedaan utama antara nilon 6 dan nilon 6,6 adalah nilon 6
memiliki titik leleh lebih rendah dari nilon 66. Ini adalah kerugian yang serius, seperti pakaian yang
terbuat dari itu harus disetrika dengan perawatan yang cukup.
11. PENGGUNAAN
NONWOVEN
Serat ini memiliki daya tahan yang luar biasa dan sifat
fisik yang sangat baik. Seperti serat PET, memiliki titik leleh tinggi, yang
menyampaikan baik suhu tinggi kinerja. Serat
adalah air lebih sensitif dibandingkan PET, meskipun fakta ini, nilon tidak
dianggap sebagai serat nyaman dalam kontak dengan kulit. Ketangguhan yang membuat serat utama pilihan di karpet,
termasuk jarum lantai-meliputi produk menekan. Karena biaya yang relatif tinggi, nilon memiliki penggunaan
agak terbatas dalam produk nonwoven. Hal ini
digunakan sebagai campuran serat dalam beberapa kasus, karena menyampaikan
kekuatan sobek baik. Pemulihan ketahanan dan kerut kinerja nonwoven dihasilkan
dari nilon tidak baik seperti itu dari serat PET.
12. DUNIA KONSUMSI SERAT NYLON DI
NONWOVEN 1998 - 2007
Hal ini diperkirakan bahwa konsumsi global nonwoven dapat
mencapai 3,7 juta ton pada tahun 2005 dan 4 juta ton dengan 2007.Consumption
serat buatan manusia adalah sekitar 8,1% dari semua serat Tekstil di 1998.In
2005 diperkirakan akan mencapai 10% dan 10,4% oleh 2007. Tabel 3 menunjukkan konsumsi diperkirakan serat nilon di
Industri nonwoven sampai 2007. [14]
Tabel 3
Tahun
|
Konsumsi
dalam ribuan ton
|
1.998
|
36
|
1.999
|
39
|
2.000
|
49
|
2.001
|
50
|
2.005
|
56
|
2.007
|
60
|
Dalam
aplikasi tertentu, kinerja serat nilon sulit untuk mengalahkan. Namun, karena biaya yang lebih tinggi, ia digunakan dalam
aplikasi khusus di mana kinerjanya dapat membenarkan biaya meningkat. Hal ini digunakan sebagai campuran serat dalam beberapa
kasus, karena menyampaikan kekuatan sobek baik. Pemulihan ketahanan dan kerut kinerja nonwoven dihasilkan
dari nilon tidak baik seperti itu dari serat PET. Polimer ini digunakan dalam jumlah moderat, karena lebih
mahal daripada polyester, polypropylene, atau rayon. Beberapa aplikasi tertentu adalah sebagai berikut:
· Hal ini dapat ditemukan di sebagian besar
interlinings garmen dan tisu mana pasokan kekuatan dan ketahanan.
· Dalam Ni / H dan Ni / Cd baterai, serat nilon
yang digunakan sebagai pemisah nonwoven.
· serat nilon yang digunakan untuk pembuatan split
tabel-pie serat. Serat ini menemukan
aplikasi dalam tisu kinerja tinggi, suede sintetik, isolator panas, pemisah
baterai dan kertas khusus.
· nonwoven dikembangkan dari nilon yang ditemukan
dalam produk-produk otomotif, pakaian olahraga, dan ban berjalan.
sumbernya dari mana ini gan?
BalasHapus