Struktur dan Sifat-Sifat Serat Kapas atau Selulosa

Serat Kapas 

Serat kapas merupakan serat alam yang berasal dari serat tumbuh-tumbuhan yang tergolong kedalam serat selulosa alam yang diambil dari buahnya. Serat kapas dihasilkan dari rambut biji tanaman yang termasuk dalam jenis Gossypium. Species yang berkembang menjadi tanaman industri kapas ialah Gossypium hirstum, yang kemudian dikenal sebagai kapas Upland atau kapas Amerika. Serat kapas merupakan sumber bahan baku utama pembuat kain katun termasuk kain rajut bahan pembuat kaos murah.

Struktur Fisik Serat Kapas

Bentuk dan ukuran penampang melintang serat kapas dipengaruhi oleh tingkat kedewasaan serat yang dapat dilihat dari tebal tipisnya dinding sel. Serat makin dewasa dinding selnya makin tebal. Untuk menyatakan kedewasaan serat dapat dipergunakan perbandingan antara tebal dinding dengan diameter serat. Serat dianggap dewasa apabila tebal dinding lebih dari lumennya.

Pada satu biji kapas banyak sekali serat, yang saat tumbuhnya tidak bersamaan sehingga menghasilkan tebal dinding yang tidak sama. Seperlima dari jumlah serat kapas normal adalah serat yang belum dewasa. Serat yang belum dewasa adalah serat yang pertumbuhannya terhenti karena suatu sebab,misalnya kondisi pertumbuhan yang jelek, letak buah pada tanaman kapas dimana buah yang paling atas tumbuh paling akhir, kerusakan karena serangga dan udara dingin, buah yang tidak dapat membuka dan lain-lain. Serat yang belum dewasa kekuatannya rendah dan apabila jumlahnya terlalu banyak, dalam pengolahan akan menimbulkan limbah yang besar. Berikut penampang membujur dan melintang serat kapas:

Gambar : PENAMPANG MEMBUJUR (KIRI) DAN MELINTANG (KANAN) SERAT KAPAS

Sumber : W.V. Bergen and W.Krauser, "Textile Fibre Atlas" p. 32, 1994

Struktur Kimia Serat Kapas

Apapun sumbernya derivat selulosa secara prinsif memiliki struktur kimia yang sama. Hal ini bisa terlihat pada analisa hidrolisis, asetolisis dan metilasi yang menunjukan bahwa selulosa pada dasarnya mengandung residu anhidroglukosa. Subsequent tersebut menyusun molekul glukosa(monosakarida) dalam bentuk β-glukopironase dan berikatan bersama-sama yang dihubungkan pada posisi 1 dan 4 atom karbon molekulnya. Formula unit pengulanganya menyerupai selobiosa (disakarida) yang kemudian membentuk selulosa (polisakarida).

Gambar : STRUKTUR KIMIA (a) SELOBIOSA (b) SELULOSA

Sumber : Gascoigne & Gascoigne, BiologicalDegradation of Cellulose " The Chemistry and Physics of Cellulose", p. 3. 1960

Sifat Fisika Serat Kapas

Warna

Warna serat kapas secara umum adalah putih cream, tetapi sesungguhnya terdapat bermacam-macam warna putih. Pengaruh mikroorganisme menyebabkan warna kapas menjadi suram. Dalam kondisi cuaca yang jelek , warna kap[as menjadi sangat gelap abu-abu kebiruan. Kapas yang pertumbuhannya terhenti akan berwarna kekuningan. Warna kapas merupakan salah satu factor penentu grade.

Kekuatan

Kekuatan serat kapas terutama dipengaruh oleh kadar selulosa dalam serat, panjang rantai dan orientasinya. Kekutan serat kapas perbundel rata- rata adalah 96.700 pound per inci2 dengan minimum 70.000 dan maksimum 116.000 pound per inci2. Kekuatan serat bukan kapas pada umumnya menurundalam keadaan basah, tetapi sebaliknya kekuatan serat kapas dalam keadaan basah makin tinggi.

Mulur

Mulur saat putus serat kapas termasuk tinggi diantara serat-serat selulosa alam, kira-kira dua kali mulur rami. Diantara serat alam hanya sutera dan wol yang mempunyai mulur lebih tinggi dari kapas. Mulur serat kapas berkisar 4 – 13 % bergantung pada jenisnya dengan mulur rata-rata 7 %.

Moisture Regain

Serat kapas mempunyai afinitas yang besar terhadap air, dan air mempunyai pengaruh yang nyata pada sifat-sifat serat. Serat kapas yang sangat kering bersifat kasar, rapuh dan kekuatannya rendah. Moisture regain serat kapas bervariasi dengan perubahan kelembaban relatif atmosfir sekelilingnya. Moiture regain serat kapas pada kondisi standar berkisar antara 7 – 8,5 %.

Sifat Kimia Serat Kapas

Pengaruh asam

Selulosa tahan terhadap asam lemah, sedangkan terhadap asam kuat akan menyebabkan kerusakan. Asam kuat akan menghidrolisa selulosa yang mengambil tempat pada jembatan oksigen penghubung sehingga terjadi pemutusan rantai molekul selulosa (hidroselulosa). Rantai molekul menjadi lebih pendek dan menyebabkan penurunan kekuatan tarik selulosa. Reaksi hidroselulosa dapat dilihat pada Gambar berikut ini :

Gambar : HIDROSELULOSA

Sumber : H. Arifin Lubis. dkk, (1994), Teknologi Persiapan Penyempurnaan, Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil, Bandung, halaman 85.

Pengaruh alkali

Alkali mempunyai pengaruh pada kapas. Alkali kuat pada suhu rendah akan menggelembungkan serat kapas seperti yang terjadi pada proses merserisasi, sedangkan pada suhu didih air dan dengan adanya oksigen dalam udara akan menyebabkan terjadinya oksiselulosa.

Pengaruh panas 

Serat kapas tidak memperlihatkan perubahan kekuatan bila dipanaskan pada suhu 120^OC selama 5 jam, tapi pada suhu yang lebih tinggi dapat menyebabkan penurunan kekuatan. Serat kapas kekuatannya hampir hilang jika dipanaskan pada suhu 240^OC.

Sumber : 

P.Soeprijono, dkk, 1973. Serat-Serat Tekstil, ITT, Bandung.