Modifikasi Serat Poliester Menggunakan Enzim Lipase

Bahan polyester merupakan salah satu jenis serat sintetis yang memiliki beragam aplikasi mulai dari produk sandang hingga nin sandang. Hal ini tentu tak lepas dari keunggulan yang dimiliki oleh polyester dibandingkan dengan jenis serat sintetis lainnya. Kelebihan yang dimiliki oleh bahan polyester diantaranya adalah kuat, tidak mudah mulur, tidak mudah kusut saat dicuci, lebih cepat kering dan memiliki ketahanan terhadap abrasi. Sayangya kain polyester ini bersifat hindrofobik atau tidak mampu menyerap air karena moisture regainnya yang sangat rendah (0,4%)

Bahan polyester ini pun mengambil peran utama dalam dunia tekstil dan menjadi bagian yang tak terpisahkan dari kehidupan sehari-hari. Tak heran jika kebutuhan polyester terus mengalami peningkatan di setiap harinya. Dari total kebutuhan serat dunia sebanyak 49% yaitu polyester, 26% serat kapas, 10% serat olefin, 6% serat selulosa, 4% serat nilon, 2% serat akrilik, 2% serat sutra, wol dan nilon, dan 1% untuk serat sintetik lainnya. 

Modifikasi Poliester

Dengan adanya kemajuan di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, kini serat polyester mulai dimodifikasi untuk meningkatkan kemampuannya dalam menyerap air. Awalnya modifikasi polyester dilakukan dengan penambahan alkali untuk meningkatkan hidrofilitas. Modifikasi polyester menggunakan senyawa alkali membutuhkan biaya yang cukup terjangkau. Namun penggunaan bahan kimia natrium hidroksida dalam proses ini menyebabkan limbah bahan kimia yang menimbulkan berbagai dampak negatif pada lingkungan. 

Selain itu, proses penanganan limbah alkali juga memerlukan energi yang besar karena membutuhkan suhu yang cukup tinggi. Jika proses modifikasi polyester tidak dikontrol dengan baik maka dapat terjadi pengurangan kekuatan dan berat produk yang sangat signifikan akibat pengelupasan permukaan polyester oleh zat alkali. Serat polyester yang dihidrolisis menggunakan senyawa alkali akan lebih tipis dan lembut seperti serat sutera. 

Banyaknya dampak negatif yang ditimbulkan dari modifikasi polyester menggunakan senyawa alkali membuat mereka beralih ke proses plasma. Proses plasma merupakan proses kering yaitu tidak memerlukan air dalam pengolahannya. Plasma lucutan korona dapat memodifikasi permukaan kain polyester dengan memunculkan efek etsa (kekasaran) yang memberikan ruang untuk ditempati molekul-molekul air sehingga daya serap polyester dapat meningkat. Sayangnya ukuran bahan ketika proses dibatasi sehingga penggunaannya didasari pada aplikasi dan permintaan. 

Parameter konstruksi seperti tingkat kehalusan benang, kerapatan benang dan jenis anyaman juga bisa mempengaruhi kemampuannya dalam menyerap air. Alternatif lain yang bisa digunakan untuk meningkatkan kemampuan kain polyester dalam menyerap air adalah dengan penggunaan jenis anyaman yang tepat pada kain. Dalam hal ini memilih anyaman polos pada proses pertenunan benang polyester dinilai lebih baik dibandingkan jenis anyaman lainnya. Serat polyester sendiri termasuk jenis serat sintetis yang pembuatan penampang melintang seratnya dapat disesuaikan. Penampang melintang berbentuk bulat akan lebih bersifat hidrofilik daripada penampang melintang berbentuk salib. 

Enzim Lipase

Enzim adalah jenis molekul alami berukuran makro yang bersifat ramah lingkungan dan termasuk katalis biologis yang sudah digunakan dalam industri tekstil sejak tahun 1960-an. Sedangkan katalis adalah zat yang dapat mempercepat sebuah reaksi kimia. Enzim biasa digunakan pada proses desizing, scouring, polishing, wahing dan degumming. Enzim sebagai biokatalis juga sering digunakan pada industri pangan, medis, kosmetik, kimia dan farmasi. 

Seiring meningkatnya perhatian akan perlindungan lingkungan, enzim mulai dipertimbangjan sebagai alternatif pada proses pengolahan tekstil. Penggunaan enzim dinilai lebih efisien, ramah lingkungan serta pengurangan konsumsi air dan energi. Jenis enzim yang digunakan pada modifikasi polyester ini adalah enzim lipase. Kehadiran enzim lipase dapat menggantikan peran alkali dalam meningkatkan sifat hidrofilik pada serat polyester. 

Reaksi enzimatik akan memungkinkan proses modifikasi hanya pada substrat yang spesifik dan kondisi yang ringan. Perlakuan proses dengan enzim lipase pada bahan polyester dapat dilakukan pada suhu rendah dengan waktu yang lebih singkat dari alkali. Dengan begitu reaksi samping yang tidak diinginkan dapat lebih diminimalisir. Peningkatan wettability dari penggunaan enzim lipase juga lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan bahan alkali. Sayangnya, harga enzim lipase cenderung mahal sehingga penggunaan secara komersial juga masih sangat terbatas. Untuk kebutuhan industri sendiri biasanya enzim ini akan diimpor dari China, Jepang, India serta sebagian negara di Eropa. 

Enzim lipase akan menghidrolisa ikatan ester pada poliester, sehingga membentuk gugus hidroksil (-OH) dan gugus karboksil (-COOH). Pemutusan jembatan ester pada serat poliester terjadi dalam dua tahap, tahap pertama yaitu adsorpsi hidrofobik pada permukaan serat poliester diikuti oleh hidrolisis jembatan ester pada polimer serat polyester. Gugus hidroksil dan karboksil yang dihasilkan dari reaksi inilah yang memiliki kemampuan untuk mengikat hidrogen dengan molekul air sehingga terjadi peningkatan kemampuan hidrofilik pada serat. Kinerja dari enzim lipase sangat dipengaruhi oleh pH, suhu, dan konsentrasi enzim. 

Sumber: buletintekstil.com