Mercerisasi adalah proses opsional dalam serangkaian proses basah dalam industri tekstil. Proses ini juga berlaku untuk beberapa serat tertentu seperti kapas dan lainnya. Mercerisasi dapat dilakukan kapan saja sebelum pewarnaan, tetapi umumnya dilakukan setelah proses pemutihan.

Metode Mercerisasi dikembangkan oleh John Mercer. Metode ini melibatkan perlakuan bahan dengan larutan alkali yang sangat pekat. Biasanya, kain diberi perlakuan dengan larutan soda api (NaOH) sebanyak 25% dalam waktu relatif singkat, sekitar 40-45 detik. Durasi yang lebih lama dapat menyebabkan degradasi material. Setelah perlakuan NaOH, bahan dicuci bersih untuk menghilangkan sisa-sisa alkali.

Mercerisasi kustomisasi melibatkan perlakuan kapas dengan larutan NaOH 17%. Proses ini meningkatkan daya celup bahan tetapi tidak meningkatkan kilau. Secara singkat, kapas diolah dengan larutan hidroksida (NaOH) sebanyak 26 hingga 30% pada suhu 15°C hingga 18°C dengan waktu tinggal 1 menit. Proses ini memungkinkan difusi alkali ke dalam serat, menyebabkan pembengkakan dan meningkatkan berbagai sifat seperti kilau, kekuatan, dan lainnya.

Mercerisasi dapat diterapkan pada benang atau kain katun untuk memberikan kilau seperti sutra pada serat kapas, kekuatan yang lebih besar dibandingkan kapas biasa, dan afinitas yang lebih besar terhadap pewarna. Kapas yang mengalami mercerisasi saat ini menjadi pesaing langsung bagi sutra dalam banyak hal, baik sebagai alternatif maupun pengganti.

Tujuan Mercerisasi

• Untuk meningkatkan kilau material.
• Untuk meningkatkan kekuatan kain.
• Memberikan daya serap pewarna yang baik pada bahan katun.
• Untuk meningkatkan sifat higroskopis kain.
• Untuk menghilangkan kusut pada bahan.
• Ini memberi kain kesan halus seperti sutra.
• Ini meningkatkan kelembapan kembali kapas.
• Ini meningkatkan afinitas pewarna terhadap kain yang pada akhirnya menghemat biaya pewarna.
• Ini meningkatkan ketahanan aus.
• Ini meningkatkan ketahanan terhadap cahaya.
• Ini Meningkatkan stabilitas dimensi dan kekompakan fisik.
• 20-30% pewarna dan bahan kimia menghemat saat mewarnai setelah merserisasi.
• Untuk Meningkatkan reaktivitas kimia pada suhu yang lebih rendah.

Benang Mercerized

Merserisasi kapas digunakan untuk pemrosesan lebih lanjut seperti pewarnaan dan pencetakan guna meningkatkan nilai estetika. Setelah mengalami proses merserisasi, kapas akan memberikan hasil pewarnaan dan pencetakan yang lebih baik.

Kapas mercerisasi banyak digunakan dalam berbagai jenis bahan, seperti satin, sutra online, sutra bak, taffeta katun, pelapis, perlengkapan pakaian, rok, benang bordir, dan rajutan atas. Namun, kapas mercerisasi juga sering digunakan dalam berbagai kain campuran sutra, seperti mohair campuran sutra, alpaka campuran sutra, wol campuran sutra, dan pakaian berpola wol. Selain itu, kapas mercerisasi juga digunakan dalam kain campuran katun-sutra, serta pada taplak meja dan serbet katun berpola. Bahan kapas mercerisasi juga sering ditemukan dalam produk pelapis, gorden, penutup, dan berbagai aplikasi lainnya.

Proses merserisasi juga dapat menghasilkan efek krep pada kapas. Prinsip merserisasi sering digunakan untuk menciptakan efek krep pada produk gabungan, di mana merserisasi hanya memengaruhi satu kelas serat atau benang. Contohnya adalah benang katun yang dimasukkan secara periodik ke dalam struktur wol. Kain yang dihasilkan dari proses ini disebut crepon.

Pengaruh Proses Mercerisasi Pada Kain

Perubahan Fisik

Pembengkakan serat atau penyusutan memanjang

Selama proses ini, terjadi pembengkakan lateral pada serat. Hal ini terjadi berkat serapan istimewa oksida terhidrasi (NaOH).

Penampang serat sebelum tindakan merserisasi berbentuk elips & setelah metode menjadi relatif melingkar.

Ada tiga gugus hidroksil (OH) dipolar dalam makromolekul selulosa.Di banyak tempat, ikatan hidrogen lateral terbentuk antara gugus hidroksil (OH) yang berdekatan. Selama Mercerisasi ketika kain katun dicelupkan ke dalam larutan natrium hidroksida 24-30% pada suhu 18°C selama 1 menit.

Oksida terhidrasi dipisahkan menjadi ion natrium dan ion hidroksida.
Disosiasi – NaOH > Na + + OH – Ion natrium dan anion ini dapat dengan mudah berdifusi ke daerah amorf karena adanya ion tersebut di daerah amorf, banyak ikatan hidrogen yang putus dan rantai molekul mulai bergetar.

Hal ini membantu dalam pemutusan ikatan Hidrogen pada titik akhir wilayah kristal. Ini membantu molekul soda kaustik berdifusi ke wilayah kristal.

Ion natrium terikat pada gugus hidroksil yang dibebaskan (karena putusnya ikatan hidrogen) dan selulosa soda terbentuk sebagai akibat dari serat yang membengkak secara lateral dan menyusut secara longitudinal.

Ketika konsentrasi hidroksida meningkat, pembengkakan atau penyusutan melewati maksimum dan kemudian mulai menurun. Penyusutan atau pembengkakan maksimum selesai pada 30°TW (17,5 %).

Dekonvolusi

Dekonvolusi adalah penguraian makromolekul kapas dengan menghilangkan konvolusi.
Dekonvolusi sangat penting untuk meningkatkan kilau kapas merserisasi. Tingkat dekonvolusi selama Mercerisasi bergantung pada Puntiran benang.

Semakin tinggi puntiran dalam benang, semakin rendah dekonvolusinya. Puntiran pada benang berbanding terbalik dengan dekonvolusi pada benang.

Sebaliknya Tenunan kain – dimana GSM yang lebih tinggi menghasilkan dekonvolusi yang lebih sedikit. Terdapat lebih banyak dekonvolusi pada permukaan kain dibandingkan
dengan inti kain. Bahan GSM berbanding terbalik dengan dekonvolusi benang.

Peningkatan kilau

Ketika kapas dimasukkan ke dalam larutan NaOH 26%, Selulosa segera membengkak. Penampang kapas berubah menjadi melingkar dalam beberapa detik.
Sumbu utama membengkak hingga 25 hingga 30% dan penampang berbentuk Kacang > Penampang melingkar.
Di atas adalah konversi penampang berbentuk kacang menjadi penampang melingkar.
Penampang berbentuk kacang tidak memiliki pantulan 100%, namun penampang melingkar memiliki pantulan 100% sehingga setelah Mercerisasi karena penampang melingkar terjadi pantulan 100% dan kilau juga meningkat.
Kilau tergantung pada rasio sumbu Rasio aksial= panjang sumbu mayor/panjang sumbu minor
Rasio aksial= a/b Dimana a= panjang sumbu mayor b= panjang sumbu minor
Kilau berbanding terbalik dengan rasio aksial. yaitu lebih rendah rasio aksial, kilapnya lebih baik.
Rasio sumbu untuk kapas mentah=2,05
Rasio sumbu untuk kapas Mercerisasi=1,60
Jika perbandingan sumbunya 1,8 maka diperoleh bentuk oval

Keuntungan dalam kekuatan tarik

Stabilitas dimensi

Penyerapan kelembaban

Penyerapan pewarna

Kapas yang belum matang

Perubahan Kimia

Perubahan struktur selulosa

Selama Mercerisasi ketika kapas diolah dengan larutan natrium hidroksida (26% NaOH) dan ion hidroksil (OH) berdifusi ke daerah amorf diikuti dengan difusi ke daerah kristal.

Sel-OH + NaOH > Sel-ONa + H2O Selulosa hidroksida Soda selulosa Natrium hidroksida bereaksi dengan selulosa membentuk soda selulosa yang mengakibatkan putusnya ikatan Hidrogen antara gugus hidroksil
makromolekul selulosa yang berdekatan.

Selulosa-I > Selulosa-II Selama pencucian ketika oksida terhidrasi dihilangkan selulosa-I (sebelum Mercerisasi diubah menjadi Selulosa-II.
Pebentukan selulosa-I menjadi selulosa-lI adalah reaksi yang tidak dapat diubah.
Selulosa-I dan Selulosa-II dibedakan berdasarkan jarak molekul yang relevan dan sudut kemiringan antara kisi kristal selulosa pada garis spektrumnya.

Melalui studi sinar-X, ditemukan bahwa dimensi struktur satuan berada dalam proses Mercerisasi.
Sifat struktur selulosa adalah belah ketupat. jadi selama Mercerisasi, ada sedikit pergerakan di dalam kisi Bravais karena perubahan sudut.

Gerakan ini memaparkan gugus hidroksil Selulosa ke oksida terhidrasi dan karenanya reaktivitas kain meningkat & Selulosa-I diubah menjadi Selulosa-II.

Konversi lengkap Selulosa-I menjadi Selulosa-II hanya dapat dilakukan dalam kondisi kendur, bila dilakukan di bawah tekanan hanya konversi parsial yang terjadi.

Pembentukan hidrat

Luasnya pembengkakan tergantung pada konsentrasi hidroksida. Padahal pembengkakan maksimal sebesar 17,5%.

Mercerisasi selesai pada 26 hingga 30%. Pembengkakan maksimum pada 17,5 Anda melihat oksida terhidrasi karena fakta bahwa ion natrium dikelilingi oleh 18 molekul air dan karenanya, membentuk molekul berukuran besar.