Nilon

Sejarah Serat Nilon

    Penemu metode produksi serat nilon adalah Wallace H. Carothers pada tahun 1928, seorang profesor yang mengajar di Universitas Harvard. Ia tertarik pada teori polimer yang melibatkan molekul-molekul yang saling terhubung dalam rantai panjang, dan menemukan bahwa senyawa yang terbentuk antara asam dibasa dan alkohol polihidrat, ketika dipanaskan, akan bergabung membentuk poliester dengan molekul-molekul besar yang saling terhubung sehingga dapat membentuk serat. Namun, serat yang ditemukan pada saat itu belum berada dalam kondisi yang cocok untuk digunakan sebagai serat tekstil, sehingga terus disempurnakan hingga dapat diproduksi sebagai bahan tekstil pada tahun 1939.

    Jenis nilon pertama yang berhasil diproduksi untuk digunakan adalah Nilon 6.6, yang dijual sebagai stoking nilon dan menjadi sangat populer; jenis nilon lain juga diproduksi, seperti Nilon 6,10, Nilon 6, dan sebagainya.

    Nilon mengacu pada nama umum untuk serat yang disintesis dari molekul amida besar yang saling terhubung dalam rantai panjang. Gugus-gugus amida ini harus bergabung menjadi satu molekul dan harus memiliki sifat yang memungkinkannya dibentuk menjadi serat. Oleh karena itu, nilon bukanlah nama satu serat tertentu, melainkan nama kolektif untuk bahan yang disintesis dari senyawa amida secara umum.

Produksi Serat Nilon

    Bahan baku dasar untuk memproduksi serat nilon adalah batu bara, udara, dan air. Bahan-bahan ini digabungkan dalam autoklaf bertekanan tinggi, menghasilkan reaksi yang membentuk asam adipat dan heksametilendiamina. Setiap zat dipisahkan lalu digabungkan dalam proporsi yang sama, menyebabkan reaksi yang membentuk garam nilon, yang saling terhubung menjadi rantai panjang dan molekul besar. Reaksi ini berlangsung dalam autoklaf bertekanan yang berputar, dengan panas dan tekanan yang dikendalikan hingga zat-zat tersebut bergabung menjadi molekul yang cukup besar. Proses peleburan ini disebut Melt Spinning (pemintalan leleh).

    Serat nilon yang dihasilkan sangat mengilap dan tembus cahaya. Untuk membuatnya menjadi kain, serat tersebut harus dibuat buram dengan menambahkan titanium dioksida ke dalam larutan nilon cair, yang kemudian diekstrusi menjadi untaian pipih menyerupai pita. Setelah dikeringkan dan mengeras, bahan ini digiling menjadi bubuk, lalu dipanaskan hingga meleleh dan diekstrusi menjadi serat. Untuk mencegah nilon kehilangan sifat-sifatnya, gas oksigen harus benar-benar dihilangkan dari tangki peleburan selama proses peleburan berlangsung.

    Serat nilon yang diperoleh pada tahap ini memiliki kekuatan tarik yang rendah, hanya sekitar 1,0-1,3 gram per denier, dan seratnya masih buram, sehingga harus melalui proses peregangan yang disebut cold drawn (penarikan dingin). Meregangkannya sebesar 400% membuat serat menjadi jernih, meningkatkan kekuatan tariknya menjadi 5,8 gram per denier, dan memberikan elongasi sebesar 17%.

    Nilon adalah serat dengan molekul panjang, rantai lurus poliamida. Polimer yang dapat dibuat menjadi serat harus memiliki berat molekul rata-rata 12.000-20.000; jika lebih rendah dari 6.000 tidak dapat dibuat menjadi serat karena seratnya akan rapuh, tetapi jika lebih tinggi dari 20.000 seratnya akan meleleh, sehingga tidak cocok digunakan sebagai serat.

Sifat Kain Nilon (Nilon 6.6, Nilon 6)

Sifat Fisik Serat

1. Bentuk
    Serat nilon halus dan mengilap. Dilihat dari penampang melintangnya, bentuknya bulat, kecuali Nilon 6.6, yang memiliki nama dagang Antron dan berbentuk segitiga membulat. Dilihat memanjang, serat ini tampak sebagai untaian yang halus dan rata di sepanjang panjangnya, cukup jernih, dan memiliki titik-titik kecil yang tersebar di seluruh permukaannya.
2. Kekuatan Tarik
    Hal ini bervariasi tergantung pada tujuan penggunaan produksinya. Untuk aplikasi industri yang membutuhkan kekuatan tarik sangat tinggi, elongasinya dikurangi; misalnya, kekuatan tarik 8,8 gram per denier memberikan elongasi 18%, sedangkan kekuatan tarik 4,3 gram per denier memberikan elongasi 45%. Kekuatan tarik saat basah menurun sedikit, hingga sekitar 80-90% dari kekuatan tarik keringnya, yang merupakan sifat yang baik.
3. Elastisitas dan Elongasi
    Nilon adalah serat dengan elastisitas yang sangat baik; misalnya, jika diregangkan 8%, seratnya akan pulih 100%, dan jika diregangkan 16%, seratnya akan pulih 91%. Nilon dapat diregangkan hingga sebanyak 22% sebelum mencapai titik putus. Sifat ini bermanfaat dalam aplikasi yang membutuhkan elastisitas, seperti penggunaan industri dan pakaian yang perlu pas melekat di tubuh.
4. Daya Serap Kelembapan
    Nilon menyerap sangat sedikit kelembapan dibandingkan serat alami, tetapi di antara serat sintetis, nilon menyerap kelembapan paling baik. Dalam kondisi standar, Nilon 6.6 menyerap kelembapan 4,2-4,5%, sedangkan Nilon 6 menyerap kelembapan 3,5-5,0%.
5. Ketahanan Panas
    Serat nilon digolongkan sebagai serat termoplastik (meleleh sebelum terbakar). Nilon 6.6 meleleh pada suhu 250C, sedangkan Nilon 6 meleleh pada suhu sekitar 210C.

Sifat Kimia Serat
    Serat nilon lebih tahan terhadap zat alkali dibandingkan asam. Asam mineral seperti HCL, HNO3, dan H2SO2 dapat melarutkan nilon, dan pelarut organik tertentu seperti fenol, meta-kresol, dan asam format juga dapat melarutkan serat tersebut.
Cairan dry-cleaning atau pelarut penghilang noda yang digunakan pada kain tidak akan merusak kain nilon.

Sifat Biologis Serat
    Nilon cukup tahan terhadap jamur dan bakteri. Jika kain nilon diberi finishing dengan kanji (starch sizing), kain tersebut dapat menjadi rentan terhadap pertumbuhan jamur. Serangga dan ngengat tidak memakan kain nilon, tetapi jika dilipat dan disimpan dalam waktu lama, semut atau serangga dapat menggerogoti sepanjang garis lipatannya.

Serat Nilon dan Kegunaannya

    Kain nilon memiliki sifat yang baik untuk membuat berbagai jenis pakaian dan aksesori yang tahan lama dan tidak mudah sobek. Kain ini sering dicampur dengan serat lain untuk meningkatkan sifat-sifatnya, baik dari segi stabilitas dimensi dan bentuk maupun ketahanan terhadap abrasi. Namun, nilon memiliki daya serap kelembapan yang rendah, sehingga jika akan digunakan untuk pakaian, sebaiknya dipilih kain dengan tenunan atau rajutan yang lebih longgar dan tidak terlalu rapat agar udara dan kelembapan tubuh dapat menguap dengan mudah, sehingga tidak terasa pengap atau terlalu panas saat dikenakan. Kain nilon rajutan tahan lama, memiliki elastisitas yang baik, mempertahankan bentuknya dengan baik, dan memungkinkan pergerakan tubuh yang nyaman, sehingga cocok untuk pakaian olahraga. Kain nilon yang ditenun dengan konstruksi rapat dan halus cocok untuk membuat kain payung tahan air, dan jika diberi finishing untuk mencegah rembesan air, kain ini dapat digunakan dengan sangat efektif. Serat nilon juga cocok untuk membuat karpet, pelapis furnitur, dan tali. Serat nilon mudah dirawat, baik dalam bentuk kain maupun barang lainnya; dapat digunakan dengan sabun, deterjen, dan pemutih, serta dicuci dengan cara pencucian basah biasa. Namun, kain nilon sebaiknya tidak dibiarkan terkena sinar matahari dalam waktu lama, karena warnanya mudah pudar dan kainnya kehilangan kekuatan.

Saat ini, serat nilon diproduksi dalam berbagai jenis untuk memenuhi beragam kebutuhan pengguna, seperti:

Nilon 4 diproduksi dengan Polimerisasi 2 pirolidon, menambahkan sifat yang menyerupai serat alami, yaitu daya serap kelembapan yang baik dan ketahanan panas yang lebih tinggi dibandingkan Nilon 6.
Nilon 5 Polivalerolaktam memiliki sifat yang menyerupai Nilon 6.6 dan diproduksi di Amerika.
Nilon 7 poliheptanoamida, dengan nama dagang Enant, memiliki sifat yang menyerupai Nilon 6.6 dan Nilon 6, tetapi memiliki ketahanan panas yang lebih tinggi dan titik leleh yang lebih tinggi, meskipun menyerap lebih sedikit kelembapan; diproduksi di Rusia.
Nilon 6 T atau Nomex memiliki titik leleh yang tinggi (370C) dan kepadatan yang lebih besar dibandingkan Nilon 6 dan Nilon 6.6, tetapi memiliki elongasi yang lebih rendah.
Nilon Qiana diproduksi dalam jumlah kecil dan mahal, dengan rasa dan tekstur kain yang mewah menyerupai sutra. Kain ini sangat tahan kusut, dapat diwarnai dan dicetak dengan indah, serta warnanya tidak mudah pudar. Kain ini diproduksi menjadi benang rajut terhalus.
Nilon 6, 10 sering digunakan untuk membuat karpet, kain menyerupai bulu, atau kain yang membutuhkan tekstur khusus.
Nilon 11 yang dinamai Rilsan mirip dengan Nilon 6 dan Nilon 6, 6. Serat ini menyerap sedikit kelembapan, meleleh pada suhu rendah, memiliki kepadatan rendah, dan sering diproduksi sebagai benang yang lembut dan mengembang.
Nilon 22 memiliki sifat tidak menumpuk listrik statis, mengilap seperti sutra, memiliki elastisitas yang sangat baik, tidak mudah kotor, dan kain putihnya mempertahankan keputihannya dengan sangat baik.

    Dalam kelompok serat poliamida, terdapat juga serat yang baru ditemukan yang diproduksi oleh perusahaan DuPont pada tahun 1963, dengan nama nilon Nomex. Kemudian, pada tahun 1973, diproduksi jenis lain yang disebut Kevlar. Keduanya dikenal dengan nama generik aramid. Serat aramid memiliki beberapa sifat yang lebih unggul dibandingkan serat nilon: tidak terbakar, sangat kuat dan tahan lama, serta kainnya relatif ringan, dengan berat jenis sekitar 1,38-1,44 gram per sentimeter kubik dan daya serap kelembapan 4,5-7%. Serat ini tahan terhadap asam, alkali, dan pelarut organik dengan baik, tetapi tidak tahan terhadap sinar matahari. Serat aramid digunakan untuk membuat pakaian dan perlengkapan astronaut, serta gorden, bantal, seprai, tali, karpet, bantalan tahan panas, dan bahan perlengkapan yang membutuhkan ketahanan panas.