Dalam industri tekstil, struktur serat merupakan salah satu penentu penting kinerja pewarnaan kain. Memukau rusuk kerah katun spandeks misalnya, kinerja pewarnaan kain campuran ini tidak hanya dipengaruhi oleh pemilihan pewarna dan proses pewarnaan, tetapi juga sangat dibatasi oleh karakteristik struktur seratnya.
Komposisi kimia dan kinerja pewarnaan serat
Kerah rib katun spandeks merupakan perpaduan antara serat kapas dan serat spandeks. Terdapat perbedaan signifikan pada komposisi kimia kedua serat ini, yang secara langsung mempengaruhi pengaruh proses pewarnaan. Serat kapas terutama terdiri dari selulosa, dan rantai molekulnya mengandung banyak gugus hidroksil (-OH), yang dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul pewarna, sehingga meningkatkan daya rekat pewarna pada serat. Oleh karena itu, serat kapas biasanya menunjukkan kinerja pewarnaan yang sangat baik, terutama kapasitas adsorpsi yang kuat untuk pewarna reaktif dan pewarna langsung.
Sebaliknya, sebagai serat sintetis, serat spandeks terutama mengandung gugus fungsi seperti gugus ester dan gugus amino dalam rantai molekulnya. Gugus fungsi ini memiliki afinitas yang relatif lemah terhadap pewarna, sehingga mengakibatkan buruknya kinerja serat spandeks dalam proses pewarnaan. Namun, metode modifikasi kimia, seperti memasukkan lebih banyak gugus polar atau menyesuaikan kekasaran permukaan serat, dapat secara signifikan meningkatkan kapasitas adsorpsi serat spandeks terhadap pewarna, sehingga meningkatkan kinerja pewarnaannya.
Struktur supramolekul serat dan kinerja pewarnaan
Struktur supramolekul serat, termasuk kristalinitas, orientasi, ukuran daerah amorf dan distribusi pori, semuanya mempunyai pengaruh penting terhadap kinerja pewarnaan.
Kristalinitas: Untuk serat dengan kristalinitas tinggi, molekul pewarna sulit menembus ke dalam serat, sehingga menyebabkan kesulitan pewarnaan. Serat kapas memiliki kristalinitas yang relatif rendah, yang memungkinkan molekul pewarna menembus lebih lancar dan mencapai pewarnaan yang seragam. Sebaliknya, serat spandeks memiliki kristalinitas yang tinggi dan penetrasi molekul pewarna yang terbatas. Oleh karena itu, diperlukan proses atau bahan tambahan khusus untuk meningkatkan kinerja pencelupan selama pencelupan.
Orientasi: Semakin tinggi orientasi serat, semakin kompleks jalur difusi molekul pewarna dalam serat, dan kesulitan pewarnaan pun meningkat. Serat kapas memiliki orientasi rendah, dan molekul pewarna dapat berdifusi secara efektif di sepanjang sumbu serat untuk mencapai pewarnaan yang seragam. Namun, orientasi serat spandeks yang tinggi menghambat difusi molekul pewarna, dan tindakan yang tepat perlu diambil untuk mempercepat proses difusi pewarna.
Ukuran daerah amorf dan distribusi pori: Daerah amorf adalah daerah dimana molekul pewarna dapat dengan mudah menembus dan berdifusi. Semakin besar daerah amorf dan semakin seragam distribusi pori-porinya, semakin mudah molekul pewarna menembus ke dalam serat dan mencapai pewarnaan yang seragam. Daerah amorf serat kapas relatif besar dan distribusi pori-porinya seragam, sehingga menunjukkan kinerja pewarnaan yang baik. Secara relatif, daerah amorf serat spandeks kecil dan distribusi pori-pori tidak merata, sehingga menyulitkan molekul pewarna untuk menembus, sehingga mempengaruhi efek pewarnaannya.
Morfologi serat dan kinerja pewarnaan
Karakteristik morfologi serat, termasuk bentuk penampang, morfologi memanjang dan kekasaran permukaan, juga mempengaruhi kinerja pewarnaan.
Bentuk penampang: Bentuk penampang serat secara langsung menentukan jalur difusi molekul pewarna dalam serat. Penampang serat kapas biasanya memiliki bentuk yang lebih teratur, yang secara efektif dapat meningkatkan penetrasi dan difusi pewarna. Bentuk penampang serat spandeks lebih kompleks, yang dapat menyebabkan hambatan tertentu pada difusi pewarna.
Morfologi memanjang dan kekasaran permukaan: Morfologi memanjang dan kekasaran permukaan serat juga mempengaruhi kinerja pewarnaan. Permukaan serat kapas relatif kasar, sehingga membantu meningkatkan daya rekat pewarna, sedangkan permukaan serat spandeks relatif halus, yang dapat menyebabkan daya rekat pewarna buruk.
