Serat sintetis

Serat sintetis atau serat sintetik (dalam bahasa Inggris Britania; lihat perbedaan ejaan) adalah serat yang dibuat oleh manusia melalui sintesis kimia, berbeda dengan serat alami yang diperoleh secara langsung dari organisme hidup, seperti tumbuhan misalnya kapas, atau bulu dari hewan. Serat sintetis merupakan hasil penelitian ekstensif oleh para ilmuwan yang bertujuan meniru serat hewan dan serat tanaman yang terdapat di alam. Secara umum, serat sintetis dibuat dengan mengekstrusi bahan pembentuk serat melalui spinneret, sehingga membentuk serat. Serat ini disebut serat sintetis atau serat buatan. Kata polimer berasal dari awalan bahasa Yunani poly, yang berarti "banyak", dan akhiran mer, yang berarti "satuan tunggal". (Catatan: setiap satuan tunggal suatu polimer disebut monomer).

Serat sintetis pertama

Hilaire de Chardonnet, seorang insinyur dan industrialis Prancis, menemukan sutra buatan pertama, yang disebutnya "sutra Chardonnet". Pada akhir 1870-an, Chardonnet bekerja bersama Louis Pasteur untuk mencari solusi terhadap wabah yang memusnahkan ulat sutra Prancis. Kegagalan membersihkan tumpahan di ruang gelap menyebabkan Chardonnet menemukan nitroselulosa sebagai bahan pengganti potensial untuk sutra asli. Menyadari nilai penemuan tersebut, Chardonnet mulai mengembangkan produk barunya,^[1] yang dipamerkannya pada Pameran Paris 1889.^[2] Bahan Chardonnet sangat mudah terbakar dan kemudian digantikan oleh bahan lain yang lebih stabil.

Produk komersial

Proses pertama yang berhasil dikembangkan pada tahun 1894 oleh kimiawan Inggris Charles Frederick Cross dan rekan-rekannya Edward John Bevan dan Clayton Beadle. Mereka menamai serat tersebut "viskosa". Nama ini diberikan karena produk reaksi karbon disulfida dan selulosa dalam kondisi basa menghasilkan larutan xantat yang sangat kental.^[3] rayon viskosa komersial pertama diproduksi oleh perusahaan Inggris Courtaulds pada tahun 1905. Nama "rayon" digunakan mulai tahun 1924, sedangkan "viskosa" digunakan untuk menyebut cairan organik kental yang digunakan untuk membuat rayon dan selofan. Produk serupa yang dikenal sebagai selulosa asetat ditemukan pada tahun 1865. Rayon dan asetat sama-sama merupakan serat buatan, tetapi tidak sepenuhnya sintetis karena dibuat dari kayu.^[4]

Nilon, serat sintetis pertama dalam pengertian "sepenuhnya sintetis", dikembangkan oleh Wallace Carothers, seorang peneliti Amerika yang bergabung dengan perusahaan kimia DuPont pada tahun 1927.^[5] Nilon pertama adalah nilon 66, yang disintesis pada 28 Februari 1935. Nilon diperkenalkan di Amerika Serikat sebagai pengganti sutra tepat pada saat pemberlakuan penjatahan selama Perang Dunia II. Penggunaan barunya sebagai bahan kaus kaki wanita menutupi kegunaan yang lebih praktis, seperti pengganti sutra pada parasut dan keperluan militer lainnya seperti tali.^{[butuh rujukan]}

Serat poliester pertama dipatenkan di Britania pada tahun 1928 oleh perusahaan International General Electric.^[6] Serat tersebut juga diproduksi oleh kimiawan Inggris yang bekerja di Calico Printers' Association, John Rex Whinfield dan James Tennant Dickson,^[7][8] pada tahun 1941. Mereka memproduksi dan mematenkan salah satu serat poliester pertama yang mereka beri nama Terylene, yang juga dikenal sebagai Dacron, dengan ketangguhan dan elastisitas yang setara atau melebihi nilon.^[9] ICI dan DuPont kemudian memproduksi versi serat mereka sendiri.

Produksi serat sintetis dunia mencapai 55,2 juta ton pada tahun 2014.^[10]

Deskripsi

Sekitar setengah dari seluruh serat merupakan serat sintetis, dengan penerapan di setiap bidang teknologi serat dan tekstil. Meskipun banyak kelas serat berbasis polimer sintetis telah dievaluasi sebagai produk komersial yang berpotensi bernilai, empat di antaranya—nilon, poliester, akrilik, dan polyolefin—mendominasi pasar. Keempatnya menyumbang sekitar 98 persen berdasarkan volume produksi serat sintetis, dengan poliester saja menyumbang sekitar 60 persen.^[11]

Perbandingan dengan serat alami

Selama bertahun-tahun, produksi serat global meningkat dari sekitar 57 juta metrik ton pada tahun 2000 menjadi 111 juta metrik ton pada tahun 2020 dan serat sintetis telah menjadi bahan utama dalam industri tekstil.^[12]

Serat secara umum diklasifikasikan menjadi tiga kategori: alami, sintetis, dan semisintetis.^[13] Serat alami diperoleh dari sumber daya alam seperti tumbuhan, hewan, dan mineral. Contoh umum meliputi kapas, wol, sutra, dan linen. Sebaliknya, serat sintetis diproduksi melalui proses kimia. Poliester, nilon, dan spandeks merupakan beberapa jenis serat sintetis yang paling banyak digunakan. Serat alami dan sintetis juga dapat dicampurkan untuk menghasilkan kain yang memiliki sifat-sifat yang diinginkan dari kedua bahan tersebut.^[14][15]

Serat alami dan sintetis berbeda dalam beberapa sifat, termasuk biodegradabilitas, pengelolaan kelembapan, ketahanan, dan biaya produksi. Serat alami umumnya lebih mudah terurai secara hayati daripada serat sintetis yang dapat bertahan di lingkungan selama ratusan tahun. Selama masa penggunaannya, semua kain melepaskan mikrofiber, meskipun tingkat pelepasan dan dampaknya terhadap lingkungan bergantung pada bahan. Serat sintetis melepaskan mikrofiber dengan tingkat yang jauh lebih tinggi daripada serat alami dan juga melepaskan mikroplastik bersama mikrofiber tersebut, yang merusak tanah, mencemari air, dan membahayakan satwa liar.^[13]

Serat alami umumnya menyerap dan melepaskan kelembapan dengan lebih mudah, sedangkan banyak serat sintetis biasanya tahan air dan tahan kusut. Kedua jenis serat tersebut sangat kuat dan tahan lama, tetapi beberapa serat alami cenderung menyusut dan kusut ketika terkena panas atau kelembapan. Sifat-sifat tersebut, ditambah biaya produksinya yang relatif rendah, telah berkontribusi terhadap penggunaan serat sintetis secara luas dalam industri fesyen. Produksi serat sintetis lebih murah dibandingkan biaya penanaman dan pemanenan serat alami.^[14][15]

Kegunaan umum

Serat sintetis digunakan dalam berbagai industri karena sifat-sifatnya dapat disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Dalam industri tekstil, serat ini umum digunakan untuk membuat pakaian, pelapis perabot, dan linen karena ketahanannya serta ketahanannya terhadap kusut dan pemudaran warna. Serat sintetis juga digunakan dalam barang-barang rumah tangga seperti karpet, permadani, dan tirai. Selain itu, kekuatan dan ketahanannya membuat serat ini sesuai untuk tali dan kabel.^[16]

Dalam aplikasi medis, biopoliester digunakan untuk membuat implan, termasuk jahitan bedah, perangkat fiksasi tulang, cangkok vaskular, dan perangkat penghantaran obat. Serat antimikroba, yang menghambat pertumbuhan bakteri dan jamur, digunakan pada gaun rumah sakit, bahan perawatan luka, dan perban steril.^[17]

Serat sintetis juga digunakan dalam tekstil berkinerja tinggi dan aplikasi teknis, termasuk transportasi, pertanian, dan konstruksi. Dalam transportasi, serat sintetis digunakan dalam bahan yang menyusun mobil, truk, kapal, kereta api, pesawat terbang, dan wahana antariksa. Penerapannya meliputi kantung udara, sabuk pengaman, pelapis kursi, ban, penutup, dan filter udara. Bobotnya yang rendah, kekuatan, dan ketahanannya merupakan sifat yang menguntungkan untuk transportasi. Dalam pertanian, serat sintetis digunakan untuk pengendalian erosi dan perlindungan tanaman, penyaring sinar matahari, kemasan pelindung angin, dan jaring antiburung. Penguatan beton, pipa, dan isolasi panas merupakan beberapa contoh bahan konstruksi yang dibuat dari serat sintetis.^[18]

Dampak lingkungan

Serat sintetis melepaskan mikroplastik selama produksi, pencucian, dan penguraian pakaian. Setiap siklus pencucian yang melibatkan pakaian berbahan sintetis dapat melepaskan hingga 700.000 serat mikroplastik. Setelah dilepaskan, mikroplastik dapat masuk ke udara, air, dan tanah, kemudian berpindah melalui berbagai lingkungan dan memengaruhi organisme serta ekosistem. Karena mikroplastik tidak dapat terurai secara hayati, mikroplastik dapat membutuhkan waktu 200 tahun atau lebih untuk terurai, sehingga menumpuk di udara, air, dan tanah serta berkontribusi terhadap pencemaran jangka panjang di lingkungan. Serat alami seperti kapas merupakan bahan yang jauh lebih berkelanjutan dan dapat digunakan sebagai alternatif terhadap serat sintetis untuk mengurangi pencemaran mikroplastik.^[19]

Jejak karbon

Produksi serat sintetis berkaitan dengan emisi gas rumah kaca yang tinggi. Sebagai contoh, produksi 1 kg akrilik menghasilkan emisi sebesar 35,7 kg ekuivalen CO₂, nilon menghasilkan 32 kg, dan poliester menghasilkan 27,2 kg. Emisi ini signifikan jika dibandingkan dengan banyak serat alami. Selain itu, produksi nilon melepaskan dinitrogen monoksida, gas rumah kaca yang 310 kali lebih kuat daripada CO₂, sehingga dampaknya sangat besar. Akrilik, meskipun dikenal karena kelembutannya, memiliki masa pakai pakaian yang pendek dan daya tahan terbatas, sehingga menyebabkan pembuangan lebih sering dan meningkatkan beban lingkungan.^[20]

Serat sintetis umum

Serat sintetis yang umum meliputi:

• Nilon (1931)
• Modakrilik (1949)
• Olefin (1949)
• Akrilik (1950)
• Poliester (1953)

Serat sintetis khusus meliputi:

^{[butuh rujukan]}

• Azlon

Bahan sintetis lain yang digunakan dalam serat meliputi:

• Karet Akrilonitril (1930)

Serat modern yang dibuat dari bahan buatan lama meliputi:

• Serat kaca (1938) digunakan untuk:
  • isolasi industri, otomotif, dan rumah (wol kaca)
  • penguatan bahan komposit (plastik diperkuat kaca, beton diperkuat serat kaca)
  • kertas khusus pada pemisah baterai dan filtrasi
• Serat logam (1946) digunakan untuk:
  • menambahkan sifat logam pada pakaian untuk keperluan fesyen (biasanya dibuat dengan plastik komposit dan lembaran logam)
  • menghilangkan dan mencegah penumpukan muatan statis
  • menghantarkan listrik untuk mengirimkan informasi
  • menghantarkan panas^{[butuh rujukan]}

Lihat pula

• Rumput sintetis
• Elasterell
• Tali
• Delustrant

Referensi

Bacaan lebih lanjut

• Sumber asli artikel ini dan sebagian besar artikel mengenai serat sintetis (disalin dengan izin) adalah majalah Whole Earth, No. 90, Musim Panas 1997. www.wholeearth.com Diarsipkan 6 Januari 2009 di Wayback Machine

Templat:Fibers