Langsung ke konten utama

Ikatan Antar Serat Pada Lembaran Kertas

Bagaimana serat kertas saling mengikat telah menjadi perhatian khusus para ahli sejak lama.Sudah banyak teori yang beredar namun teori yang paling umum adalah ikatan hidrogen sebagai kekuatan penyatuan yang mendominasi.
Ilustrasi, susunan serat pada kertas

Saat memproduksi kertas, reaksi antara serat dan air sangatlah penting.Sehingga membuat kertas tanpa air sama sekali tidak mungkin (mustahil).

Molekul air yang paling dekat dengan permukaan serat akan tertarik oleh gugus OH pada permukaan serat sehingga molekul air terikat. Semakin jauh molekul air dari permukaan serat, maka semakin sedikit daya tariknya. Jadi, selama kertas masih basah, sebagian besar molekul air dapat bergerak bebas (molekul air bebas).
Ilustrasi. Molekul air  yang berikatan dengan gugus OH pada permukaan serat

Saat kertas mengering, maka molekul air bebas akan hilang. Hal ini membuat permukaan serat yang berdekatan akan saling tarik-menarik satu sama lain melalui ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul air yang terikat pada gugus OH.

Setelah beberapa saat, maka sebagian dari air yang terikat akan menghilang dan semakin banyak ikatan hidrogen antar gugus OH pada permukaan serat yang terbentuk. Semakin banyak ikatan hidrogen langsung yang terbentuk, maka semakin kuat serat akan saling mengikat.
Ilustrasi. Ikatan hidrogen antara permukaan serat

Banyaknya ikatan hidrogen yang dapat dibentuk, tergantung pada banyaknya gugus OH pada permukaan serat. Gugus-gugus OH yang diperlukan dapat ditemukan dalam selulosa dan hemiselulosa tetapi tidak pada lignin. Jadi jika serat dikelilingi oleh lignin, maka tidak akan dapat mengembangkan ikatan hidrogen yang kuat.

Akibatnya, jumlah gugus OH di permukaan sangat tergantung pada jenis bubur kertas yang digunakan. Dalam pulp kimia, telah kita ketahui bahwa dinding primer dan dinding sekunder luar (S1) telah terpisah, sehingga jumlah gugus OH tinggi.
Ilustrasi, fiber yang sudah di rifaining

Sedangkan dalam pulp mekanis, masih banyak lignin pada permukaan serat, sehingga jumlah gugus OH jauh lebih rendah.
Ilustrasi, serat mekanik yang masih punya lignin

Untuk dapat membuat banyak ikatan hidrogen, maka area kontak langsung antara serat harus sebesar mungkin. Semakin halus dinding serat, semakin mudah pembentukan formasi antar serat dan permukaan yang kontak langsung antara serat jadi meningkat.
Foto mikroskop. Liner

Kehalusan dinding serat tergantung pada kapasitasnya untuk menyerap air. untuk mengakalinya maka kita perlu meningkatkan daya serap air melalui proses refining.

Sebelum kita mempelajari dampak/akibat proses rifaining, mari kita mengenal kembali struktur serat itu sendiri.
Ilustrasi, lapisan serat

L = Lumen.
S3 = Lapisan interior dinding sekunder (Secondary wall).
S2 = Lapisan tengah dinding sekunder (Secondary wall).
S1 = Lapisan eksterior dinding sekunder (Secondary wall).
P  = Dinding primer (Primary wall).
M = Lamella tengah (Middle lamella).

Selama proses refining:

  • Dinding primer dan dinding sekunder luar (S1) akan terpecah. Kemudian permukaan serat akan mengembang (Eksterior Fibrilasi).
  • Dinding serat (S2) akan terbelah dan terlepas (Interior Fibrilasi).

Ilustrasi dinding serat mengembang

Fibrilasi secara eksterior dan interior ini memudahkan air menembus ke dalam dinding serat. sehingga seratnya akan lunak dan lentur.


Referensi :
Ebook CEPATEC AB Knut-Erik Persson

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Proses Pembuatan Kertas (Paper Making Proses)

Proses pembuatan kertas pada dasarnya memiliki dua tahap yaitu, stock preparation (penyediaan stock) dan paper machine (pembentukan lembaran). Salah satu bagian dari stock preparation adalan approach flow system (pengaturan aliran). paper machine di bagi lagi menjadi 2 bagian, yaitu wet end dan dry end. Stock Preparation Stock preparation (SP) merupakan awal proses pembuatan kertas dimana bahan – bahan serat diproses menjadi buburan pulp yang siap dibuat menjadi lembaran kertas. Tahapan proses dalam stock preparation meliputi, penguraian pulp, pembersihan, penggilingan, pencampuran, dan pengkondisian sebelum dikirim ke headbox. Stock preparation dimulai dari pulper hingga headbox. Pulper Proses pertama yaitu penguraian lembaran pulp menggunakan pulper. Pulper adalah tempat penguraian dari padatan pulp menjadi buburan pulp (Stock). Pulp dapat terurai akibat adanya interaksi antara serat dan agitator pulper, serat dengan dinding pulper, dan serat dengan serat lainnya. Ko
3 komentar
Baca selengkapnya

Macam-Macam Mesin Kertas

Desain mesin kertas biasanya bervariasi di setiap pabrik, tergantung tipe akhir kertas yang mau dihasilkan. Walaupun jenisnya berbeda-beda tetapi akan selalu ada forming section, press section dan drying section. Forming section Forming section berfungsi untuk membentuk Lembaran kertas yang keluar dari headbox. Serat-serat dalam stok diarahkan searah mesin (MD) kemudian menyebar ke silang mesin (CD), dan selama pembentukan formasi serat-serat itu juga mengalami proses dewatering (pengurangan kadar air). Forming section memiliki 2 bagian utama, yaitu : headbox sederhana dengan roll berlubang wire tipis tempat kertas terbentuk ilustrasi mesin fourdrinier Mesin kertas sederhana tersebut diatas dinamakan mesin Fourdrinier, mesin ini kebanyakan ditemukan di kertas bekas, kraft dan di pabrik kertas karung. ilustrasi mesin hybrid Untuk meningkatkan dewatering, pada mesin Fourdriner sering ditambahkan top wire di wire Fourdrinier. Ini sangat umum pada mesin yang
Posting Komentar
Baca selengkapnya

Wet Streng Agent

Wet strength agent merupakan bahan kimia tambahan yang hanya digunakan pada beberapa jenis kertas tertentu seperti facial tissue, towel paper, dan lain – lain. Penambahan wet strength agent ini bertujuan untuk meningkatkan kekuatan fisik pada kertas ketika kondisi basah. Wet strength agent harus memiliki kemampuan berikatan dengan serat maupun dengan wet strength agent itu sendiri. Wet strength harus dapat terdispersi dalam air, reaktif, dan memiliki afinitas yang baik terhadap serat. Wet strength kertas memiliki peranan yang sangat penting karena memiliki kaitan erat dengan kelancaran mesin kertas terutama pada bagian pengepresan. Wet strength agent memiliki banyak jenisnya, diantaranya : Urea formaldehyde Melamine formaldehyde Polyamidoamine epichlorohydrin (PAAE) karena keterbatasan ilmu serta pengalaman, maka admin hanya bisa menjelaskan 1 jenis saja, yaitu Polyamidoamine epichlorohydrin (PAAE) PAAE PAAE merupakan salah satu wet strength agent yang cocok dig
Posting Komentar
Baca selengkapnya