NILON
Sejarah Nilon
Nilon merupakan suatu keluarga polimer sintetik yang diciptakan pada 1935 oleh Wallace Carothers di DuPont. Produk pertama adalah sikat gigi ber-bulu nilon (1938), dilanjutkan dengan produk yang lebih dikenal: stoking untuk wanita pada 1940. Nilon dibuat dari rangkaian unit yang ditautkan dengan ikatan peptida (ikatan amida) dan sering diistilahkan dengan poliamida (PA). Nilon merupakan polimer pertama yang sukses secara komersial, dan merupakan serat sintetik pertama yang dibuat seluruhnya dari bahan anorganik: batu bara, air, dan udara. Elemen-elemen ini tersusun menjadi monomer dengan berat molekular rendah, yang selanjutnya direaksikan untuk membentuk rantai polimer panjang.
Bahan ini ditujukan untuk menjadi pengganti sintetis dari sutra yang diwujudkan dengan menggunakannya untuk menggantikan sutra sebagai bahan parasut setelah Amerika Serikat memasuki Perang Dunia II pada 1941, yang menyebabkan stoking sulit diperoleh sampai perang berakhir.
Deskripsi Nilon
Nilon adalah kopolimer kondensasi dibentuk dengan mereaksikan bagian yang sama dari sebuah diamina dan asam dikarboksilat , sehingga amida yang terbentuk pada kedua ujung masing-masing monomer dalam proses analog dengan polipeptida biopolimer . elemen kimia termasuk adalah karbon , hidrogen , nitrogen , dan oksigen . Akhiran numerik menentukan jumlah karbon yang disumbangkan oleh monomer-monomer, sedangkan diamina pertama dan kedua diacid. Varian yang paling umum adalah nilon 6-6 yang mengacu pada fakta bahwa diamina ( heksametilena diamina , IUPAC Nama: heksana-1 ,6-diamina ) dan diacid ( asam adipat , IUPAC Nama: asam hexanedioic ) masing-masing menyumbangkan 6 karbon untuk rantai polimer. Seperti biasa lainnya kopolimer seperti poliester dan poliuretan , terdiri dari satu monomer masing, sehingga mereka bergantian dalam rantai tersebut. Karena setiap monomer dalam kopolimer ini memiliki sama kelompok reaktif pada kedua ujungnya, arah dari ikatan amida membalikkan antara masing-masing monomer . Di laboratorium, nilon 6-6 juga dapat dibuat dengan menggunakan klorida adipoyl bukan adipat.
Nilon 5.10, terbuat dari pentamethylene diamina dan asam sebasat , dipelajari oleh Carothers bahkan sebelum nilon 6,6 dan memiliki sifat unggul, tetapi lebih mahal untuk membuat. Sesuai dengan konvensi penamaan, “nilon 6,12” (N-6, 12) atau “PA-6, 12” adalah kopolimer dari 6C diamina dan diacid 12C. Demikian pula untuk N-5, 10 N-6, 11; N-10, 12, dll nilon lain meliputi asam dikarboksilat dikopolimerisasi / diamina produk yang tidak didasarkan pada monomer yang tercantum di atas. Sebagai contoh, beberapa aromatik nilon yang dipolimerisasi dengan penambahan diacids seperti asam tereftalat (→ Kevlar , Twaron ) atau asam isoftalat (→ Nomex ), lebih umumnya terkait dengan poliester. Ada kopolimer dari, N-6 6/N6; kopolimer N-6, 6/N-6/N-12, dan lain-lain. Karena cara poliamida terbentuk, nilon sepertinya akan terbatas pada bercabang, rantai lurus. Tapi “bintang” nilon bercabang dapat diproduksi oleh kondensasi asam dikarboksilat dengan poliamina memiliki tiga atau lebih gugus amino .
Karakteristik Nilon
• Variasi kilau: nilon memiliki kemampuan untuk menjadi sangat berkilau, semilustrous atau membosankan.
• Durabilitas: serat yang tinggi keuletan digunakan untuk sabuk pengaman, ban tali, kain balistik dan penggunaan lainnya.
• Elongasi tinggi
• Ketahanan abrasi yang sangat baik
• Sangat tangguh (kain nilon yang panas-set)
• Membuka jalan untuk memudahkan perawatan pakaian
• Resistensi tinggi terhadap serangga, jamur, hewan, serta bahan kimia cetakan, jamur, membusuk dan banyak
• Digunakan dalam karpet dan stoking nilon
• Mencair bukan terbakar
• Digunakan dalam aplikasi militer yang
• Baik spesifik kekuatan
• Transparan terhadap cahaya inframerah (-12dB)
Poliamida (nylon) merupakan serat yang kuat. Nilon yang cukup mahal ialah supernilon yang dapat ditenun menjadi kain-kain yang indah, baik yang menyerupai tweed maupun yang menyerupai brokad emas atau sutera.
Sifat-sifat nilon adalah sebagai berikut :
• Kuat dan tahan gesekan.
• Daya mulurnya besar, kalau diregang sampai 8%, benang akan kembali pada panjang semula, tetapi kalau terlalu regang, bentuk akan berubah.
• Kenyal tidak mengisap lengas atau air sehingga mudah kering.
• Pada umumnya tidak tahan panas, kalau bahan disetrika harus dicoba terlebih dahulu dengan temperature yang rendah.
• Larut dalam phenol, tetapi kalau dipakai phenol cair akan mengerit dan dapat digunakan untuk membuat hiasan-hiasan.
• Tahan alkali dan tidak tahan klor.
• Untuk memperbaiki kualitas nylon dapat dibuat kain renda (lece), dibuat lubang- lubang dan diselesaikan tepinya dengan cat nylon dan disempurnakan melalui proses nylonizing hingga dapat lebih mengisap, lembut dan lemas.
Tekhnik pemeliharaan kain nilon adalah sebagai berikut:
• Nilon putih setelah dipakai hendaknya segera dicuci karena bias menjadi kuning.
• Bahan tidak perlu direndam lama karena kotoran hanya menempel.
• Cuci dengan cara diremas-remas dalam air
• Gantung basah-basah sampai kering dan tidak perlu diperas. Seterika dengan panas rendah jika diperlukan.
Mengingat kekuatan nylon yang sangat tinggi maka nylon sangat baik untuk dibuat kain parasut, tali temali yang memerlukan kekuatan tinggi, benang ban terpal, jala dan untuk tekstil industri lainnya. Selain untuk keperluan industri, nylon juga dapat dipakai untuk bahan pakaian, terutama untuk pakaian wanita, kaus kaki dan tekstil rumah tangga seperti gorden jendela atau •
Parameter Nilai
Titik lebur 363-367oF
Kekerasan rockwell 106
Konduktivitas termal 2,01 BTU di/fthoF
Panas laten difusi 35,98 BTU/lb
Koefisien ekspansi linier 5,055 x 10-5 /OF
Kekuatan tarik pada hasil 4496-4786 psi
Koefisien gesekan 0,10-0,30
Kepadatan 1,15 g/cm3
Konduktivitas listrik 10-12 S/m
Proses Pembuatan Nilon
Sintese nilon 6.6 dari industri tradisional melibatkan asam adipin dan hexamethylene diamin untuk membentuk suatu garam yang meleleh, pada suhu 180oC. Adipin dan hexamethylena diamin diubah menjadi poliamida dengan pemanasan sampai suhu 280oC di bawah tekanan, yang menghilangkan air. Asam adipik dengan menggunakan polymerisasi ini pada umumnya diperoleh dengan oksidasi perpecahan cyclohexena dengan asam nitrat, suatu cuka mengoksidasi sangat kuat. Ada beberapa corak yang diinginkan reaksi inti ini jika seseorang mempertimbangkan besar produksi nilon meliputi seluruh dunia. Asam Nitrat bereaksi dengan cepat deangan kandunganorganik yang bermacam-macam, sebagai faktor kehadiran keselamatan dari kimia berbahaya.. Hal ini juga memberikan beberapa resiko lingkungan yaitu mengakibatkan emisi dari Nitro oksida (N2O mengandung nitrogen), gas rumah kaca, dan produksi skala asam adipin yang industri juga dipercaya mengubah 10% dari semua tidak alami emisi nitro oksida (“ NOx”). Tekanan tinggi dibutuhkan untuk polymerisasi mugkin juga bersikap menjadi keselamatan jika reaktor tidaklah dengan baik dibangun dan dirawat.
[COOH(CH2)4COOH] + [H2N(CH2)4NH2] à [CO(CH2)4CO NH(CH2)4NH] n + H2O
Asam Adipik Hexamethile diamin nylon 6.6 Air
Reaksi Pembuatan Nilon
Polimer Kondensasi
Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl.
Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer-monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil – biasanya air – dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi.
Dalam polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus-OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air. Reaksi kondensasi yang digunakan untuk membuat satu jenis nilon ditunjukkan pada Gambar 9 dan Gambar 10.
Gambar 9. Kondensasi terhadap dua monomer yang berbeda yaitu 1,6 – diaminoheksana dan asam adipat yang umum digunakan untuk membuat jenis nylon. Nylon diberi nama menurut jumlah atom karbon pada setiap unit monomer. Dalam gambar ini, ada enam atom karbon di setiap monomer, maka jenis nylon ini disebut nylon 66.
Gambar 10. Pembuatan Nylon 66 yang sangat mudah di laboratorium.
Contoh lain dari reaksi polimerisasi kondensasi adalah bakelit yang bersifat keras, dan dracon, yang digunakan sebagai serat pakaian dan karpet, pendukung pada tape – audio dan tape – video, dan kantong plastik.
Monomer yang dapat mengalami reaksi polimerisasi secara kondensasi adalah monomer-monomer yang mempunyai gugus fungsi, seperti gugus -OH; -COOH; dan NH3.
Daur Ulang Nilon
Perusahaan kimia raksasa dari Amerika Serikat, Du Pont, berhasil mengembangkan teknologi baru daur ulang untuk Nylon, yakni dengan menggunakan teknologi ammonolysis. Pilot plant untuk melakukan riset daur ulang Nylon, ternyata jauh sebelumnya telah dibangun di wilayah Ontario, tepatnya di kota Kingston, Kanada, demikian Du Pont menjelaskan. Pihak Du Pont sendiri bahkan telah mengadakan riset dan pengembangan proses ammonolysis pada fasilitas riset tersebut selama bertahun-tahun.
Dan terakhir, sebelum mengaplikasikannya secara luas, Du Pont merasa perlu untuk mengadakan test kelayakan terutama dari sudut pandang ekonomis metoda baru tersebut. Untuk itulah, pada tahun 2000 ini, Du Pont juga telah menyelesaikan pembangunan sarana yang lebih besar di kota Maitland yang juga terletak di wilayah Ontario. Sarana demonstrasi daur ulang Nylon dalam skala besar ini, sebenarnya juga dimaksudkan untuk memberikan sarana penilaian bagi khalayak industri secara luas terhadap metoda baru tadi. Dan tentu saja sekaligus sebagai sarana promosi Du Pont yang jitu.
Metoda ammonolysis ini adalah metoda yang murni hasil riset milik Du Pont sendiri. Nylon yang beredar di pasaran adalah Nylon PA6 dan Nylon PA66. Namun kenyataannya selama ini, metoda daur ulang kimiawi untuk masing-masing jenis Nylon adalah saling berlainan. Sehingga sebelum masing-masing didaur ulang, diperlukan proses pemisahan di antara kedua jenis Nylon tersebut. Apalagi untuk jenis bahan seperti karpet Nylon (yang biasanya terbuat dari campuran Nylon PA6 dan PA66), tidak ada metoda kimiawi yang bisa dipakai untuk mendaur-ulangnya. Dan biasanya, bahan-bahan Nylon yang tidak bisa dipisahkan seperti ini, tidak didaur-ulang, bahkan sebagian besar ditimbun di dalam tanah begitu saja.
Proses ammonolysis yang ditemukan Du Pont, adalah teknologi degradasi polimer yang berlaku untuk kedua jenis Nylon, PA6 dan PA66. Disinilah letak perbedaannya. Jadi ketika Nylon yang akan didaur ulang dikumpulkan, tidak diperlukan lagi proses pemisahan Nylon PA6 dan PA66. Metoda kimiawi daur ulang seperti ini adalah metoda pertama di dunia, yang sangat dinanti-nantikan kehadirannya, terutama pada ‘era ISO 14000′ seperti sekarang ini. Hasil daur ulang Nylon dengan proses ammonolysis terbukti menunjukkan kualitas yang serupa. Kualitas bahan yang homogen ini memungkinkan dan memudahkan pemasaran kembali hasil daur ulang Nylon. Ini penting artinya dari sudut pandang ekonomis. Namun yang jauh lebih penting lagi, proses daur ulang ini sangat besar artinya bagi pelestarian lingkungan hidup, karena tidak perlu lagi penimbunan berbagai jenis
Aplikasi Penggunaan Nilon
Manufaktur
Nylon 6 merupakan bahan sintetik serbaguna yang dapat dibentuk menjadi serat, lembaran, filamen atau bulu. Ini pada gilirannya dapat digunakan dalam produksi kain, benang dan pintal. Sebagai contoh, baik filamen nilon 6 yang digunakan dalam pembuatan kaus kaki, rajutan pakaian dan parasut. Nylon 6 bulu yang digunakan untuk memproduksi sikat gigi dan sisir sikat. Sebagai komposit dengan polimer lain, nilon 6 juga digunakan dalam produksi produk cetakan seperti mobil mainan, skate-board roda dan frame pistol.
Industri Benang
Dengan ketahanan tarik tinggi kekuatan, kelelahan dan ketangguhan, satu aplikasi utama untuk nilon 6 adalah dalam pembuatan benang industri. Adhesi unggul untuk karet membuat sebuah media yang ideal untuk memproduksi kain ban kabel, media untuk memperkuat bias-ply ban bus dan truk. Terlebih lagi, dapat dicampur dengan polietilena (PE), polimer lebih murah, untuk menghasilkan biaya rendah benang industri tanpa secara signifikan menurunkan kualitas produk akhir.
Tekstil
Nylon 6 digunakan secara luas dalam industri tekstil untuk memproduksi kain non-woven. Kain yang terbuat dari nilon 6 adalah warna-warni dan ringan namun kuat dan tahan lama
Penyerapan UV
Nylon 6 film plastik sering diproduksi dengan kapasitas serapan UV, sebuah properti yang bermanfaat signifikan dalam pengendalian penyakit virus menular .Industri lain yang menggunakan nilon 6 film untuk serapan UV yang meliputi rekayasa, medis, dan pertanian.
manoelhakim 