Serat sintetis adalah serat kimia yang terbuat dari polimer linier sintetik dengan berat molekul yang sesuai dan sifat larut (atau dapat melebur), yang dipintal, dibentuk, dan pasca-perawatan. Berbeda dengan serat alami dan serat buatan, produksi serat sintetis tidak dibatasi oleh kondisi alam. Selain kinerja serat kimia yang unggul secara umum, seperti kekuatan tinggi, ringan, mudah dicuci dan dikeringkan, elastisitasnya baik, tidak takut jamur dan ngengat, dll., berbagai jenis serat sintetis memiliki sifat unik tertentu.
Filamen
Dalam pembuatan serat sintetis, cairan pemintalan (cairan atau larutan) dipintal menjadi bentuk dan pasca-pemrosesan untuk menghasilkan serat sepanjang satu kilometer yang disebut filamen. Filamen termasuk monofilamen, filamen majemuk, dan filamen tali. 01 Monofilamen
Awalnya mengacu pada serat tunggal kontinu yang dipintal dengan spinneret lubang tunggal, namun dalam praktiknya sering juga mencakup 3 hingga 6 serat tunggal yang dipintal dengan spinneret 3 hingga 6 lubang yang terdiri dari lebih sedikit lubang. Monofilamen sintetik yang lebih kasar (diameter 0,08 hingga 2 mm) disebut bulu sikat dan digunakan untuk membuat tali, sikat, tas harian, jaring ikan atau kain saring industri; monofilamen poliamida yang lebih halus digunakan untuk membuat kaus kaki wanita transparan atau produk rajutan bermutu tinggi lainnya.
filamen majemuk
Sepotong filamen yang terdiri dari lusinan serat tunggal. Filamen majemuk serat kimia umumnya terdiri dari 8 hingga 100 serat tunggal. Sebagian besar kain ditenun dengan multifilamen karena lebih fleksibel dibandingkan monofilamen dengan diameter yang sama. 03 Filamen tali pusat
Sepotong filamen yang terdiri dari lebih dari 100 hingga beberapa ratus serat tunggal yang digunakan dalam pembuatan kain tali ban, umumnya dikenal sebagai benang tali.
Serat pendek
Serat kimia dipotong menjadi beberapa sentimeter hingga belasan sentimeter, dan panjang ini disebut serat stapel. Tergantung pada panjang potongannya, serat stapel dapat dibagi menjadi serat stapel kapas, serat stapel wol, dan serat stapel ukuran sedang. 01 Serat stapel kapas
Panjang 25 ~ 38mm, seratnya tipis (kepadatan garis 1,3 ~ 1,7dtex), mirip dengan serat kapas, terutama untuk dicampur dengan serat kapas, seperti serat stapel kapas poliester dan campuran serat kapas, kain tersebut disebut “kapas poliester” kain. 02 serat stapel wol
Panjang 70 ~ 150mm, serat lebih tebal (kepadatan garis 3,3 ~ 7,7dtex), mirip dengan wol, terutama digunakan dalam pencampuran dengan wol, seperti serat stapel poliester wol dan campuran wol, kain tersebut disebut “poliester wol” kain. 03 serat panjang
Panjang 51 ~ 76mm, ketebalan serat antara jenis kapas dan wol (kepadatan garis 2 ,2 ~ 3 ,3dtex), terutama digunakan untuk menenun kain berserat sedang dan panjang. Selain dicampur dengan serat alami, serat pendek juga dapat dicampur dengan serat kimia lainnya, sehingga menghasilkan campuran tekstil dengan kinerja keseluruhan yang baik.
Selain itu, serat stapel juga dapat dipintal murni. Pada produksi serat kimia di seluruh dunia saat ini, produksi serat pendek lebih tinggi dibandingkan produksi filamen. Menurut karakteristik seratnya, beberapa varietas (seperti nilon) sebagian besar diproduksi dalam bentuk filamen; beberapa varietas (seperti akrilik) sebagian besar diproduksi dalam serat pendek; dan beberapa varietas (seperti poliester) relatif dekat dengan proporsi keduanya.
Sutra detail kasar
Benang detail kasar, disebut sebagai T&Benang T, bergantian bagian-bagian yang kasar dan detail yang dapat dilihat dari tampilannya dan corak warna yang bergantian saat benang diwarnai. Benang detail kasar diproduksi menggunakan teknik penyusunan tidak merata setelah pemintalan dan pembentukan, dan perbedaan sifat dari dua bagian benang yang dihasilkan dapat dikontrol selama produksi. Benang detail kasar memiliki kekuatan yang rendah, perpanjangan putus yang tinggi, penyusutan panas yang tinggi, kemampuan pewarnaan yang baik dan mudah diproses dengan reduksi alkali, sehingga memungkinkan untuk mengembangkan tekstil dengan sifat unik. Sifat fisik benang detail kasar berhubungan dengan faktor-faktor seperti rasio diameter detail kasar. Secara umum, detail kasar mempunyai perpanjangan putus dan penyusutan air mendidih yang tinggi serta kekuatan putus dan rendemen yang rendah. Sifat penyusutannya yang kuat memungkinkan benang detail kasar dicampur dengan benang lain untuk membentuk campuran heteroshrinkage. Selain itu, benang detail kasar mudah berubah bentuk pada bagian kasar dan kekuatannya yang rendah harus diperhatikan selama proses penenunan dan pewarnaan. Dengan berkembangnya teknologi produksi sutra detail kasar, telah muncul beberapa sutra detail kasar khusus, seperti sutra detail kasar berbentuk, sutra detail kasar campuran, sutra detail kasar berpori mikro dan sutra detail kasar denier halus, dll., yang memiliki keistimewaan nuansa dan gaya, atau memiliki daya isap khusus, lebih untuk pengembangan kain kelas atas.
Benang yang bisa berubah bentuk
Benang deformasi mencakup semua filamen dan benang yang telah mengalami proses deformasi, seperti benang regangan dan benang besar. Regangkan benang
Filamen deformasi dapat dibagi menjadi dua jenis: benang regangan tinggi dan benang elastis rendah. Benang stretch memiliki kelenturan dan kelembutan yang baik, dan kainnya mendekati kain wol, sutra atau katun dalam hal ketebalan, berat, opacity, cakupan dan karakteristik penampilan.
Benang regangan poliester banyak digunakan untuk pakaian, benang regangan nilon cocok untuk produksi kaus kaki, dan benang regangan polipropilen banyak digunakan untuk kain dan karpet rumah tangga. Metode utama deformasi adalah false twist, air jet, hot air jet, metode stuffing box dan metode fugue. 02 Benang bertekstur
Plastisitas termal senyawa polimer digunakan untuk mencampur dua serat sintetis dengan sifat penyusutan berbeda secara proporsional satu sama lain, dan setelah perlakuan panas, wol dengan penyusutan tinggi memaksa wol dengan penyusutan rendah untuk menggulung, membuat wol campuran dapat diregangkan dan mengembang, menjadi benang cacat mirip dengan wol. Saat ini, benang curah akrilik paling banyak diproduksi dan digunakan untuk rajutan pakaian luar, pakaian dalam, wol, selimut, dll.
Serat yang terdiferensiasi
Serat terdiferensiasi adalah istilah asing, berasal dari Jepang, dan umumnya mengacu pada bahan serat yang diperoleh melalui deformasi fisik atau modifikasi kimia berdasarkan serat kimia asli, yang sangat berbeda dari serat kimia biasa dalam hal penampilan dan kualitas. Serat terdiferensiasi meningkatkan dan menyempurnakan kinerja dan gaya serat kimia, serta memberikan fungsi dan sifat baru, seperti daya serap air yang tinggi, konduktivitas listrik, penyusutan yang tinggi, dan sifat pewarnaan.
Karena fokus utama serat terdiferensiasi adalah untuk meningkatkan efek simulasi, kenyamanan dan perlindungan, serat ini terutama digunakan untuk pengembangan tekstil yang meniru wol, rami dan sutra, tetapi juga untuk pengembangan tekstil untuk dekorasi dan tekstil teknis.
Serat berbentuk
Dalam proses pemintalan dan pembentukan serat sintetik, penggunaan lubang pemintalan berbentuk yang dipintal dengan serat penampang tidak melingkar atau serat berongga yang disebut serat penampang berbentuk, disebut serat berbentuk. Saat ini, terdapat lusinan jenis serat yang dibentuk, dengan sekitar 50% serat poliester, poliamida, dan poliakrilonitril yang ada di pasaran sedang dibentuk.
Diagram di atas menunjukkan bentuk lubang cerat (atas) dan penampang serat yang sesuai (bawah) yang digunakan dalam pembuatan beberapa jenis serat berbentuk. Perlu dicatat bahwa penampang serat yang diperoleh dengan pemintalan basah dengan lubang cerat bulat (misalnya serat viscose dan poliakrilonitril) juga tidak berbentuk persegi, tetapi mungkin bergerigi, berbentuk pinggang atau berbentuk halter. Meski begitu, serat ini tidak disebut serat berbentuk. Bentuk penampang serat yang berbeda memiliki sifat yang berbeda dan memainkan peran yang berbeda dalam perkembangan tekstil. Dibandingkan dengan serat bulat biasa, serat berbentuk mempunyai sifat sebagai berikut: 01 Kilau dan terasa
Kilauan serat berhubungan dengan bentuk penampang serat. Benang berpenampang segitiga dan trefoil memiliki kilau mengkilat, sehingga meningkatkan kualitas “aurora” fenomena serat bulat. Misalnya, campuran serat poliester atau poliamida dengan penampang segitiga dan serat lainnya memiliki efek berkilau dan cocok untuk pengembangan kain sutra imitasi, kain wol imitasi, dan berbagai jenis kain bulu domba. Serat sintetis berpenampang datar, berbentuk pita, berbentuk halter dengan serat rami, wol antelop, dan bulu kelinci serta serat lainnya dan berkilau.
Filamen poliester dengan penampang pentagonal memiliki kilau yang mirip dengan sutra asli, dan pada saat yang sama tahan terhadap pilling serta memiliki rasa dan cakupan yang baik. Penampang sutra poligonal selain mengkilap, menutupi kekuatan, terasa lembut, sebagian besar digunakan untuk membuat kain rajutan sutra dan kaus kaki yang cacat, serat pendeknya untuk pencampuran, terbuat dari berbagai kain wol imitasi dan produk selimut. Kilau sutra bagian persegi panjang lembut, dan kilau sutra serta bulu hewan rapat, serat pendek dan serat kapasnya berpadu dengan gaya wol, dan dipadukan dengan wol dapat diperoleh kain berkilau yang apik. 02 sifat mekanik, penyerapan air dan sifat pewarnaan
Serat yang berbentuk lebih kaku, ketahanan dan cakupannya juga dapat ditingkatkan, dengan sedikit pengurangan kekuatan. Selain itu, serat berbentuk memiliki luas permukaan lebih besar, yang meningkatkan kemampuannya dalam mentransfer air dan uap, serta cepat kering dan diwarnai dengan baik. 03 Ketahanan terhadap pilling, kelembutan dan sirkulasi udara
Serat dengan bentuk penampang datar dapat secara signifikan meningkatkan fenomena pilling, dan semakin rata, semakin baik efeknya, seperti serat penampang datar poliester dan poliamida yang dicampur dengan wol, kain umumnya cenderung tidak menumpuk. Serat yang dibentuk biasanya memiliki kelembutan yang baik, kain terasa kaya, hangat, dan karena pori-pori membesar, maka sirkulasi udaranya baik, dengan peningkatan ketidakteraturan penampang, kelembutan dan sirkulasi udaranya juga meningkat. 04 Karakteristik serat berongga
Kehangatan dan kelembutan serat berongga sangat baik, beberapa serat berongga juga memiliki kegunaan khusus, seperti produksi membran osmosis balik, digunakan untuk ginjal buatan, desalinasi, pengolahan limbah, pelunakan air sadah, konsentrasi larutan, dll.
Serat komposit
Adanya dua atau lebih polimer yang tidak tercampur pada penampang serat, serat kimia ini dikenal sebagai serat komposit, atau serat bikomponen. Karena dua atau lebih komponen yang terkandung dalam serat tersebut saling melengkapi, kinerja serat komposit biasanya lebih baik dibandingkan serat sintetis konvensional dan memiliki kegunaan yang luas. Serat komposit ada banyak ragamnya, yang menurut bentuknya dapat dibedakan menjadi dua kategori utama, yaitu jenis lapis ganda dan lapis banyak. Tipe lapisan ganda juga mencakup tipe paralel dan tipe inti kulit, tipe multi-lapisan termasuk tipe multi-lapisan paralel, tipe radiasi, tipe multi-inti, tipe serat kayu, tipe tertanam, tipe pulau dan tipe belahan dada, dll.
Karakteristik utama dari serat komposit paralel adalah keriting tinggi, yang dapat membuat kain dengan performa halus, lembut, hangat dan gaya wol imitasi, terutama digunakan pada wol bengkak, kain rajutan, produk kaus kaki dan selimut. Serat komposit inti kulit juga dibagi menjadi tipe inti kulit eksentrik dan inti kulit konsentris tipe dua, yang pertama memiliki keriting tiga dimensi, namun keritingnya tidak sebaik serat komposit paralel. Tergantung pada sifat-sifat polimer yang berbeda dan lokasinya pada penampang serat, banyak sifat dan kegunaan serat komposit yang berbeda dapat diperoleh. Misalnya, penggunaan senyawa paralel dan senyawa inti kulit parsial [lihat Gambar (1), (2) dan (4)], karena perbedaan termoplastisitas kedua polimer atau distribusi asimetris pada penampang serat , menghasilkan perbedaan penyusutan selama pasca-pemrosesan, menghasilkan serat yang melengkung secara spiral, yang dapat dibuat menjadi serat komposit dengan elastisitas dan kelembutan yang serupa dengan wol. Serat komposit kulit dan inti keduanya merupakan karakteristik polimer atau menonjolkan karakteristik polimer dari serat, seperti nilon untuk lapisan kulit, poliester untuk lapisan inti, dapat dibuat menjadi pewarnaan yang baik, terasa lembut pada serat; penggunaan indeks bias tinggi pada lapisan inti dan indeks bias rendah pada lapisan kulit dapat dibuat menjadi serat pemandu cahaya.
Jika komponen pulau digunakan secara dispersi kontinyu dalam komponen laut untuk membentuk serat komposit tipe pulau, dan kemudian komponen laut dilarutkan dengan pelarut, komponen pulau kontinu yang tersisa akan menghasilkan serat yang sangat halus dan sangat halus. Serat komposit yang dibelah tampak sebagai filamen kasar selama pemintalan dan pasca pemrosesan. Dalam proses penenunan, terutama pada proses finishing dan penggilingan wol, karena kesesuaian kedua komponen dan ikatan antar muka yang buruk, setiap filamen yang lebih tebal terpecah menjadi banyak filamen, bentuk kompositnya berbeda, bentuk penampang dan ketebalannya. serat yang dibelah juga berbeda, seperti Gambar (5) untuk serat komposit kelopak jeruk, serat yang dibelah berbentuk segitiga, Gambar (6) untuk serat komposit lobus, serat yang dibelah menjadi rata, komposit yang dibelah Teknologi produksi serat telah banyak digunakan dalam pembuatan serat ultra-halus.
serat mikro
Karena ketebalan serat tunggal mempunyai pengaruh yang besar terhadap kinerja kain, maka serat kimia juga dapat diklasifikasikan menurut ketebalan serat tunggal (kepadatan garis), umumnya dibagi menjadi serat konvensional, serat denier halus, serat ultra-denier. serat halus dan serat sangat halus. Kepadatan linier serat konvensional sebesar 1,5~4 dteks. serat denier halus kepadatan linier 0,55 ~ 1,4 dtex, terutama untuk simulasi jenis sutra kain ringan atau tebal. Serat ultra-halus dengan kepadatan linier 00,11 hingga 0,55 dtex dapat diproduksi dengan metode pemisahan komposit dua komponen, metode pulau, metode lelehan, dll. Serat sangat halus dengan kerapatan linier 0,11dtex atau lebih sedikit yang dapat diproduksi dengan metode pemintalan pulau dan terutama digunakan di bidang khusus seperti kulit buatan dan bahan filter medis.
Dibandingkan dengan serat sintetis konvensional, serat mikro memiliki keunggulan berupa rasa lembut dan halus, kilau lembut, daya tutup kain yang kuat, dan kenyamanan yang baik, namun juga memiliki ketahanan terhadap kerut yang buruk, dan kelemahan pewarnaan adalah konsumsi pewarna yang lebih besar. Properti utamanya dirinci dalam tabel di bawah. Microfiber terutama digunakan dalam pembuatan kain bernapas tahan air dengan kepadatan tinggi, kulit buatan, suede imitasi, beludru kulit persik imitasi, kain sutra imitasi, kain gosok berkinerja tinggi, dll.
Hefei baru
Pada akhir tahun 1980an, Serat Sintetis Baru muncul di Jepang dan menjadi sensasi global dengan gaya dan tekstur supernaturalnya yang baru dan unik, seperti nuansa kulit buah persik dan bedak ultra halus. Ini adalah jenis bahan serat baru yang tidak ada bandingannya dengan serat alami dan sintetis, dengan modifikasi dan teknik peracikan baru yang digunakan di semua tahap mulai dari polimerisasi, pemintalan, penenunan, pencelupan dan finishing hingga penjahitan. Menurut bentuk komoditasnya, serat sintetis baru ini terutama mencakup jenis super halus, super drapey, dan super halus, menurut rasa dapat dibagi menjadi rasa sutra, rasa kulit persik, rasa bubuk super halus, dan rasa wol baru. 01 Tipe super lembut
Dari seluruh serat sintetis yang digunakan, yang paling banyak adalah serat super halus dan berkualitas tinggi, hampir semuanya dibuat menggunakan campuran heteroshrinkage atau teknik pencampuran multifase. Untuk meningkatkan kehalusan produk serat, pengembangan polimer penyusutan panas tinggi dan filamen pemanjangan diri potensial penyusutan rendah, sehingga kain memperoleh efek mengembang yang lebih baik. 02 ultra-halus sebagai serat gabungan baru dari serat ultra-halus dengan kerapatan linier sangat rendah, beberapa jenis kerapatan linier 0,001dtex atau kurang, terutama menggunakan teknologi pemintalan komposit yang memintal dari yang sangat halus. Kain kulit persik yang dihasilkan memiliki rasa yang sangat lembut dan halus, yang sulit ditandingi dengan serat alami. 03 Tirai super
Serat jenis super drape dibuat dengan menambahkan mikropartikel anorganik ke dalam cairan pemintalan dan kemudian mengurangi jumlah pemrosesan setelah pemintalan untuk menghilangkan mikropartikel anorganik, sehingga menghasilkan pembentukan banyak mikropitch pada permukaan serat. Sebagai hasil dari berkurangnya gesekan antara monofilamen, serat super drapable memiliki tirai super dan rasa unik yang tidak ditemukan pada serat alami.
Serat sintetis yang dapat diwarnai
Serat sintetis, terutama serat poliester, kemampuan pencelupannya buruk, dan sulit untuk mewarnai warna gelap, melalui modifikasi kimia untuk meningkatkan kemampuan pencelupannya dan kedalaman pencelupan dapat ditingkatkan dan ditingkatkan, serat sintetis yang dimodifikasi ini disebut serat sintetis yang mudah diwarnai, terutama termasuk poliester yang dapat diwarnai kationik serat, serat poliamida pencelupan dalam kationik dan serat poliakrilonitril yang dapat diwarnai dengan asam dan serat polipropilen, dll. Serat sintetis yang dapat diwarnai tidak hanya memperluas jangkauan serat yang dapat diwarnai, mengurangi kesulitan pencelupan, namun juga meningkatkan variasi warna tekstil.
Serat Kinerja Tinggi
Serat berkinerja tinggi memiliki struktur fisik dan kimia khusus, satu atau lebih indikator kinerja jauh lebih tinggi daripada serat biasa, dan perolehan serta penerapan sifat-sifat ini sering kali terkait dengan astronotika, pesawat terbang, kelautan, medis, militer, komunikasi serat optik, bioteknologi, robotika dan sirkuit terpadu skala besar serta bidang teknologi tinggi lainnya, sehingga serat berkinerja tinggi juga dikenal sebagai serat berteknologi tinggi. Serat berkinerja tinggi sering dibedakan berdasarkan sifat khususnya, seperti kekuatan tinggi dan modulus tinggi, daya serap tinggi, elastisitas tinggi, tahan suhu tinggi dan tahan api, konduksi cahaya, konduktivitas listrik, pemisahan efisien, proteksi radiasi, osmosis balik, ketahanan korosi, serat medis dan farmasi dan banyak bahan serat lainnya. Serat berkinerja tinggi terutama digunakan dalam pembuatan tekstil teknis, namun beberapa di antaranya juga dapat digunakan dalam pengembangan tekstil untuk dekorasi dan tekstil untuk digunakan, dan kinerja kedua jenis tekstil ini dapat ditingkatkan dan ditingkatkan secara signifikan.
serat nano
Serat dengan diameter kurang dari 100 nm biasanya disebut sebagai serat nano (1 nm sama dengan 10 m, yaitu 10 μm, panjangnya hanya 10 atom hidrogen berturut-turut), dan beberapa orang kini menyebut serat dengan skala nano (yaitu partikel ukuran kurang dari 100 nm) pengisi bubuk sebagai serat nano. Saat ini, serat nano terbaik adalah rantai atom karbon tunggal, dan tabung nano karbon ini dikenal sebagai raja bahan nano karena sifat ajaib dari bahan ini, yang sangat halus sehingga sulit diamati dengan instrumen biasa: kekuatan sangat tinggi , ultra-fleksibilitas dan daya tarik yang aneh. Serat ini 100 kali lebih kuat dari baja, 200 kali lebih kuat dari serat biasa, dan kepadatannya hanya 1/6 dari baja. Ia memiliki konduktivitas yang eksotik, baik logam maupun semikonduktor, dan bahkan bagian berbeda dari tabung nano karbon dapat menunjukkan konduktivitas yang berbeda karena perubahan struktural. Penggunaan tabung nano karbon sebagai penyearah dapat menggantikan chip silikon dan dengan demikian menyebabkan perubahan besar dalam elektronik, memungkinkan komputer dibuat menjadi sangat kecil. Perangkat nano yang terbuat dari tabung nano karbon dapat digunakan untuk merakit robot nano, misalnya pesawat nyamuk, tangki semut, dll., yang dapat digunakan dalam aplikasi militer dan medis. Tabung nano karbon dapat digunakan untuk membuat bahan penyimpan hidrogen dan mengembangkan hidrogen sebagai sumber energi bersih untuk layanan manusia. Selain itu, tabung nano karbon dapat digunakan sebagai bahan tak kasat mata, pembawa katalis, dan bahan elektroda. Serat nano dapat mendukung penataan 'mesin nano’ dan menghubungkan pengaturan terintegrasi 'mesin nano’ ke dalam sistem skala besar. Sifat fisik dan kimia sebagian besar material pada kehalusan skala nano tidak konvensional, misalnya: 01 efek permukaan
Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar luas permukaannya. Karena partikel permukaan tidak memiliki koordinasi dengan atom yang berdekatan, peningkatan energi permukaan menjadi sangat tidak stabil dan mudah untuk bergabung dengan atom lain, menunjukkan aktivitas yang kuat. Hubungan antara diameter serat dan panjang spesifik serta luas permukaannya setelah mencapai skala nano ditunjukkan pada tabel di bawah. 02 Efek ukuran kecil
Ketika ukuran suatu partikel cukup kecil untuk sama atau lebih kecil dari panjang gelombang gelombang cahaya, panjang gelombang elektron konduksi de Broglie dan panjang koherensi atau kedalaman transmisi keadaan superkonduktor, kondisi batas periodiknya akan dilanggar dan akustik , sifat optik, elektromagnetik, dan termodinamika partikel akan berubah, seperti pengurangan titik leleh, pemisahan warna, penyerapan UV, pelindung gelombang elektromagnetik, dll. 03 Efek ukuran kuantum
Ketika ukuran partikel kecil sampai nilai tertentu, tingkat energi elektron di dekat tingkat energi Fermi akan berubah dari tingkat energi kuasi-kontinu ke diskrit, pada saat ini, konduktor asli materi dapat menjadi isolator, isolator asli mungkin menjadi superkonduktor. 04 efek terowongan kuantum makroskopis
Efek terowongan adalah kemampuan partikel-partikel kecil untuk melewati suatu benda dalam keadaan tertentu, seolah-olah ada terowongan di dalamnya. Pembuatan nanofibre dapat dibagi menjadi 3 kategori utama: teknologi molekuler, pemintalan dan bioproses.
