Modifikasi Permukaan Serat Selulosa Dengan Menggunakan GPTES

Modifikasi Permukaan Serat Selulosa Dengan Menggunakan GPTES

Posted by Default on November 08, 2018 in Riset Tekstil,

Kapas merupakan serat selulosa alami harganya terjangkau, biodegradable dan merupakan bahan organik paling melimpah di dunia. Berdasarkan hal tersebut, Mondal dkk (2018) telah melakukan suatu penelitian mengenai penggunaan 3-glycidoxypropyltriethoxysilane (GPTES) terhadap serat bermaterial kapas. Kapas mengandung sekitar 95-98% selulosa, dimana selulosa tersebut mengandung tiga gugus hidroksil pada tiap unit glukosa [1,2]. Serat kapas adalah salah satu serat alami yang penting yang dapat digunakan pada berbagai aplikasi dalam bahan tekstil karena ketersediaannya mudah, memiliki kepadatan yang rendah, ringan, murah, dan memiliki karakteristik ramah lingkungan [3,4].

Pada penelitian ini, Mondal dkk (2018) telah berhasil memodifikasi permukaan serat kapas dengan menggunakan zat 3-glycidoxypropyl triethoxysilane (GPTES) dalam suatu cairan ethanol-water medium.  Tujuan penelitian ini adalah untuk menambah sifat tensile strength dan softness dari serat kapas dengan cara menambahkan ikatan Si-O pada molekul kapas. Sifat penyerapan kelembapan (moisture absorption) kapas modifikasi ini juga memiliki nilai yang lebih rendah dibandingkan dengan serat kapas tanpa modifikasi.

Untuk membuat proses modifikasi lebih ekonomis, beberapa upaya telah dilakukan untuk mengetahui kondisi modifikasi optimal, yang bergantung pada konsentrasi monomer, rasio etanol-air, pH, waktu modifikasi dan suhu. Penyambungan ditentukan berdasarkan pertambagan berat. Serat yang dicangkokkan dikarakterisasi dengan analisis FTIR, SEM, XRD dan TGA. Untuk mengamati kemampuan pewarna kapas yang dimodifikasi silan, serat yang diwarnai dengan oranye reaktif-14 dan coklat reaktif-10 dan ketahanan warna untuk bercak dengan sinar matahari, sabun cuci, asam dan alkali  telah dipelajari pada penelitian ini.

Material

Serat kapas diambil dari pabrik pemintalan Keya, Dhaka, Bangladesh. Bahan kimia yang digunakan untuk fungsionalisasi adalah natrium hidroksida dari Uni-kimia (Cina), asam asetat glasial, metanol, etanol dan karbon tetraklorida dari Merck Jerman, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane (GPTES) dari Aldrich (AS). Semua bahan kimia yang digunakan adalah kelas reagen analitik.

Pencucian Serat Kapas

Untuk mendapatkan bahan serat yang baik, pencucian alkali digunakan untuk menghilangkan senyawa non-selulosa seperti lilin, pektin, protein dari kapas dengan larutan Na2CO3 0,2% pada 750°C selama 30 menit dalam gelas dalam rasio dari 1:50. Serat kemudian dicuci bersih dengan air suling sampai netralisasi dan dikeringkan di udara terbuka selama 24 jam. Setelah itu serat dikeringkan dalam oven pada suhu 60°C selama 6 jam.

Treatment Serat Kapas Menggunakan Silane (GPTES)

Untuk mentreatment serat kapas dengan GPTES, pertama persentase yang diperlukan dari larutan silan disiapkan dengan mencampur GPTES dengan campuran etanol / air, di mana rasio serat untuk dipertahankan pada 1:50. Larutan ini dibiarkan selama 1 jam dan silanol terbentuk (Gambar-1). Larutan pH dipertahankan pada 3,5 dengan menggunakan 0,2 M asam asetat. Kemudian serat kapas dicelupkan ke dalam larutan ini dan dibiarkan selama 1,5 jam dengan berbagai suhu. Serat kapas disaring dari larutan, dan serat-serat dikeringkan di udara dan kemudian di dalam oven pada suhu 600°C hingga berat konstan.

Evaluasi Sifat Fisika dan Kimia Serat Kapas Modifikasi

Pengukuran Tensile Strength Serat Kapas

Kekuatan tarik serat kapas mentah dan silan yang dimodifikasi diuji dengan menggunakan "Portable Electronic Single Yarn Strength Tester YG021J" (Fanyuan Instrument (HF) Co., Ltd., China) untuk pengukuran kekuatan tarik serat tersebut. Beban putus ditunjukkan pada skala tester tarik dalam N/helai.

Pengukuran Moisture Content Serat Kapas

Studi penyerapan air dari serat kapas yang dimodifikasi serta serat yang tidak dimodifikasi dilakukan pada tingkat kelembaban konstan. Sampel ditempatkan pada ruang kelembaban pada 30°C selama 48 jam di mana kelembaban dipertahankan pada tingkat saturasi. Setelah itu serat dianalisis untuk menentukan moisture regain dari serat yang dimodifikasi dan tidak dimodifikasi. 

Perilaku Pengembungan Serat Kapas

Perilaku pengembungan dari serat kapas yang dimodifikasi dan tidak dimodifikasi ditentukan dengan mencelupkannya ke dalam air, metanol, dan karbon tetraklorida. Serat kapas yang diberi GPTES dan tidak dimodifikasi direndam dalam 100 mL pelarut pada 30°C selama 72 jam. Sampel disaring dan pelarut berlebih dihilangkan dengan bantuan kertas saring, kemudian berat akhir ditentukan. 

Wringkle Recovery Angle (Sudut Pulih Kekusutan)

Pengujian Wringkle Recovery Angle (Daiei Kagaku Seiki Ltd. Kyoto, Jepang) digunakan untuk menentukan sudut pemulihan kerutan. Sampel dipotong dengan ukuran 4,4 cm x 1,5 cm.

Kemudian sampel dipotong dilipat dan disimpan di bawah berat 500 g selama 5 menit. Sampel yang dilipat dimasukkan di dalam template dan ditempatkan di mesin penguji. Mesin dinyalakan dan sudut pemulihan diamati dari dial.

Mesin itu tampak seperti jam meja bundar yang besar dan memiliki sudut yang ditandai 0 (nol) hingga 180 °. Sudut 0 derajat berarti tidak ada pemulihan. Sudut lebih tinggi berarti pemulihan kusut yang lebih tinggi.

Karakterisasi Permukaan Serat Kapas Modifikasi dan Tanpa Modifikasi

Spektroskopi inframerah

Analisis spektroskopi FTIR dilakukan dengan menggunakan spektrometer inframerah Perkin Elmer Spectrum 100. Serat yang dimodifikasi silan dan KBr (potassium bromide) dikeringkan dalam oven pada suhu 105°C untuk membuatnya bebas kelembaban. Serat kapas kering dibuat menjadi bubuk menggunakan mortar-alu dan sekitar satu persen serbuk dicampur dengan KBR kering untuk membuat pelet [10]. Kemudian sampel dianalisis dalam detektor reflektansi total dilemahkan (ATR) pada kisaran 400-4000 cm^-1 pada resolusi 4 cm^-1 / menit.

Analisa Mikroskop Elektron (Analisis SEM)

Analisis serat kapas yang tanpa modifikasi dan kapas yang dimodifikasi GPTES dilakukan pada mikroskop elektron (FEI Quanta Inspect, Model: S50, Kyoto, Jepang) untuk mengamati struktur mikro dan morfologi permukaan.

Analisis termogravimetri

Analisis termogravimetri digunakan untuk menentukan tingkat dekomposisi termal dan stabilitas termal dari serat kapas yang dimodifikasi GPTES dan tanpa modifikasi. Masing-masing sampel sekitar 10 mg dipanaskan dari 30 hingga 600°C di bawah atmosfer inert (argon) pada tingkat 20°C.min^-1 dalam SEIKO-EXTAR-TG / DTA-6300 (SEIKOJapan).

Analisis XRD

Sampel dianalisis dengan difraktometer sinar-X (Bruker D8 Advanced X-ray Diffractometer, Jerman) yang beroperasi pada 40 kV dan 30 mA dengan sumber Cu-Kα. Intensitas difraksi diukur dalam kisaran 2θ sudut antara 5° dan 40°C.

Hasil dan Pembahasan

Hasil Modifikasi

Pada Gambar-2a sampai Gambar-2d menunjukkan pengaruh variabel parameter seperti konsentrasi monomer silan, rasio etanol / air, pH dan suhu pada hasil cangkokan. Gambar 2a menunjukkan efek konsentrasi monomer pada modifikasi serat kapas. Hasilnya menunjukkan bahwa persen hasil pencangkokan meningkat dengan peningkatan konsentrasi silan hingga 400% untuk GPTES. Kenaikan berat persen meningkat karena reaksi silang yang lebih tinggi antara kelompok OH selulosa kapas dan gugus OH dari siloksan pada konsentrasi yang lebih tinggi. Tingkat konversi GPTES yang mengandung gugus etoksi ke dalam gugus hidroksil reaktif oleh hidrolisis GPTES berhubungan langsung dengan konsentrasi awalnya. Tetapi pada konsentrasi yang lebih tinggi dari nilai optimum, hasil persen cangkok menurun karena meningkatnya laju homopolimerisasi dan bukan kopolimerisasi.

Gambar-2b menunjukkan bahwa persen hasil pencangkokan meningkat dengan peningkatan rasio etanol / air hingga 40:60. Di luar nilai ini, hasil pencangkokan mulai menurun. Pada rasio 40:60 etanol / air, jumlah maksimum agen silan-kopling dihidrolisis, yang merupakan kunci untuk mendominasi reaksi kimia yang dihasilkan oleh silanol ke dalam proses modifikasi. Pada persentase alkohol yang lebih tinggi dari nilai optimal, interaksi antara air dan gugus alkoksi (-OCH2CH3) selama hidrolisis terbatas. Pada konsentrasi alkohol yang lebih rendah dari nilai optimal, tingkat hidrolisis lebih rendah karena ketidaklarutan zat kopling silan [11] (Gambar 2a-2d).

Dapat dilihat pada Gambar-2c bahwa hasil persen pencangkokan meningkat dengan peningkatan nilai pH hingga 3,5 dan kemudian menurun. Ini karena fakta bahwa reaksi hidrolisis GPTES secara bertahap mencapai nilai yang lebih tinggi dengan peningkatan pH cairan hingga 3,5. Pada nilai pH ini, reaksi antara gugus silanol dan hidroksil serat terjadi dengan mudah. Di atas nilai pH ini, hidrolisis GPTES menurun secara bertahap, karena laju penurunan protonasi gugus alkoksi. Pada nilai pH lebih rendah dari 3,5, pembentukan kelompok silanol tidak berlangsung sebaik kondisi pada pH 3.5 [12].

Hasil cangkok meningkat dengan peningkatan suhu reaksi hingga 30°C untuk GPTES dan kemudian menurun dengan peningkatan suhu lebih lanjut yang ditunjukkan pada Gambar-2d. Peningkatan persen hasil cangkok hingga 30°C dapat dianggap berasal dari peningkatan tumbukan molekul antara molekul reaktan yang meningkatkan laju reaksi dan modifikasi maksimum terjadi. Penurunan persen hasil cangkokan di atas suhu optimum dapat dikaitkan dengan peningkatan energi aktivasi dan penguapan silan dari media reaksi. Akibatnya, pertambahan berat tersebut menurun [8].

Dyeing Behaviour (Sifat Celup)

Penyerapan zat warna direct pada serat kapas mentah dan kapas dimodifikasi tercantum dalam Tabel 1. Penyerapan pewarna dari serat kapas yang dimodifikasi GPTES lebih tinggi dari serat kapas dicuci yang tidak dimodifikasi dan penyerapan zat warna meningkat dengan peningkatan persen hasil pencangkokan. Modifikasi serat kapas telah meningkatkan daya serap pewarna dalam makromolekul serat kapas. Sebagai hasilnya, serat yang dimodifikasi menyerap lebih banyak zat warna daripada sampel yang tidak dimodifikasi dan penyerapan ini telah meningkatkan persentase pernyerapan pewarna pada serat kapas yang dimodifikasi (Tabel 1).

Spektroskopi FTIR

Serat kapas yang tidak dimodifikasi dan serat kapas yang dimodifikasi GPTES direkam dengan spektrofotometer (Spectrum-100, FTIR Spectrum, Perkin Elmer, Jepang) yang ditunjukkan pada Gambar-3. Gambar-3a menunjukkan spektrum serat kapas yang tidak dimodifikasi dicuci dengan Na₂CO₃ dan Gambar-3b untuk serat kapas modifikasi 400% GPTES. Spektra FTIR dari serat kapas yang dimodifikasi dan dimodifikasi silan hampir sama, karena puncak serapan diperoleh dalam spektrum untuk seluruh sampel, kecuali puncak tambahan baru dalam serat kapas yang dimodifikasi. Spektra FTIR dari serat kapas 3-glycidoxypropyl - triethoxysilane menampilkan puncak tambahan di 860 cm^-1 dan 1207 cm^-1 untuk Si-OH simetris peregangan dan Si-OC obligasi, masing-masing sebagai fungsi penyerapan silana oleh permukaan serat [13-15]. Dengan demikian, data analitik FTIR menunjukkan perlekatan fungsional monomer GPTES pada permukaan serat kapas (Gambar-3).

Thermal Behaviour (Sifat termal)

Perilaku termal dari serat kapas yang dimodifikasi dan tanpa modifikasi diperiksa dengan studi termogram TGA. Masing-masing gambar mewakili dua kurva termo gram yaitu TGA dan DTG. Dari Gambar-4a dan Gambar-4b. Pada Gambar-4 dapat dilihat bahwa terjadinya pengurangan bobot sekitar 60% pada 370°C untuk kapas yang tidak dimodifikasi dan 49,4% pada 350°C untuk kapas yang dimodifikasi GPTES. Dari kurva DTG, laju dekomposisi serat kapas yang tidak dimodifikasi lebih tinggi daripada serat kapas yang dimodifikasi GPTES. Dengan demikian, stabilitas termal serat GPTES lebih tinggi daripada serat yang tidak dimodifikasi, yang mungkin terjadi karena penggabungan agen kopling silan dengan serat selulosa (Gambar 4a dan 4b).

Morfologi Permukaan Serat

Morfologi permukaan kapas yang tidak dimodifikasi dan sampel kapas yang dimodifikasi GPTES menjadi sasaran analisis SEM. SEM dapat dengan mudah memverifikasi perbedaan antara permukaan serat kapas yang tidak dimodifikasi dan serat yang dimodifikasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar-5a dan Gambar-5b. Hal ini dapat dilihat dari Gambar-5a dan Gambar-5b bahwa kekasaran permukaan serat kapas yang dimodifikasi GPTES lebih tinggi daripada serat kapas yang tidak dimodifikasi. Kekasaran serat yang dimodifikasi GPTES adalah karena deposisi GPTES yang tinggi pada permukaan serat setelah modifikasi. Molekul-molekul GPTES mampu berikatan silang dengan gugus hidroksil dari molekul selulosa secara efektif, terutama dalam medium asam. Akibatnya, permukaan berubah secara signifikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar-5.

Analisis XRD

Analisis XRD adalah teknik untuk memperkirakan derajat kristalinitas dalam polimer. XRD dapat dengan mudah memverifikasi perbedaan antara serat kapas yang tidak dimodifikasi dan serat kapas yang dimodifikasi 3-Glycidoxypropyl-triethoxysilan ditunjukkan pada Gambar-6a dan Gambar-6b. Pada Gambar-6 terlihat bahwa serat kapas yang tidak dimodifikasi menunjukkan puncak yang tajam, sementara puncak yang luas ditemukan untuk serat kapas yang dimodifikasi silane. Silane yang diaplikasikan pada kapas menjadi lebih amorf sebagai konsekuensi dari hidrolisis lebih lanjut dari daerah kristal kapas [15]. Oleh karena itu, kekasaran permukaan dari serat kapas                                   3-Glycidoxypropyltriethoxysilane lebih tinggi daripada serat kapas yang tidak di-treatment.

Sifat Fisika Serat Kapas

Tabel 2 menunjukkan perilaku pengembungan serat kapas yang tidak dimodifikasi dan serat kapas modifikasi GPTES, baik untuk pelarut polar maupun nonpolar. Kemampuan pembengkakan mencerminkan hubungan antara struktur kekosongan dalam tulang punggung polimer dan ukuran molekul pelarut [16,17]. Serat kapas yang tidak dimodifikasi menunjukkan pembengkakan maksimum dengan pelarut polar seperti air dan metanol dan sedikit pembengkakan dengan pelarut nonpolar seperti CCl4. Setelah mengobati dengan agen kopling silan, ada penurunan pembengkakan dalam pelarut polar dan peningkatan pelarut nonpolar. Hal ini karena karakter serat hidrofilik yang tidak dimodifikasi. Kekuatan tarik serat kapas yang dimodifikasi lebih tinggi daripada serat kapas yang tidak dimodifikasi dan ini disebabkan oleh modifikasi serat kapas dengan agen kopling silan [18]. Sudut pemulihan kerutan dari kain katun yang dimodifikasi lebih tinggi daripada kain katun yang tidak dimodifikasi untuk kedua arah lusi dan benang pakan. Kehadiran ikatan Si-O dalam kain menunjukkan fleksibilitas tinggi menghasilkan sudut kembali kekusutan yang baik [19]. Penyerapan kelembaban menjadi lebih kecil setelah penggabungan rantai silan melalui modifikasi permukaan sehingga serat yang dimodifikasi memiliki afinitas yang lebih kecil terhadap kelembaban daripada serat asli (Tabel 2).

Kesimpulan

Pada penelitian ini, Modal dkk (2018) telah mempresentasikan hasil modifikasi kimia serat kapas dengan agen kopling silan. Kenaikan berat maksimum, dengan persentase diperoleh pada nilai optimal dari parameter reaksi, seperti konsentrasi silan, pH, rasio etanol dan suhu. Keterikatan kimia antara kelompok silanol dan hidroksil serat kapas dievaluasi dengan analisis FTIR. Serat yang dimodifikasi menunjukkan peningkatan sifat fisikokimia seperti sifat tarik, penyerapan air, pemanjangan, pemulihan kerut dan sifat stabilitas termal dibandingkan dengan serat kapas yang tidak dimodifikasi. Kapas jenis baru ini diperoleh melalui modifikasi dengan zat kopling silan yang meningkatkan aplikasi produk garmen, tekstil, dan lainnya.

References

1. Raj RG, Kokta BV (1989) Compounding of Cellulose Fibres with Polypropylene: Effect of Fibre Treatment on Dispersion in the Polymer Matrix. J Appl Polym Sci 38: 1987-1996.

2. Kazayawoko M, Balatinecz JJ, Matuana LM (1999) Surface Modification and Adhesion Mechanism in Wood Fibre-Polypropylene Composites. Journal of Material Science 34: 6189-6199.

3. Aravin PP, Bhaarathi D, Thangamani K (2011) Salt-free Dyeing- A New Method of Dyeing on Lyocell/Cotton Blended Fabrics with Reactive Dyes. Autex Research Journal 11: 14-17.

4. Singha AS, Thakur VK (2008) Fabrication and study of lignocellulosic Hibiscus sabdariffafibre reinforced polymer composities. Bioresources 3: 1173-1186.

5. Rachini A, Troedec ML, Peyratout C, Smith A (2012) Chemical modification of Hemp Fibres by silane coupling Agents. J Appl. Polym Sci 123: 601-610.

6. Singha AS, Rana AK (2012) Effect of Silane Treatment on Physicochemical properties of Lignocellulosic C. indica Fibre. J Appl Polym Sci 124: 2473-2484.

7. Salon MCB, Gerbaud G, Abdelmouleh M, Bruzzese C, Boufi S, et al. (2007) Studies of Interactions between Silane Coupling Agents and Cellulose Fibres with Liquid and Solid-state NMR. J Mag Reson Chem 45: 473-483.

8. Arkles B, Steinmetz JR, Zazyczny J, Mehta P (1992) Factors Contributing to the Stability of Alkoxysilanes in Aqueous Solution. Journal of Adhesion Science and Technology 6: 193-206.

9. Amar SS, Vijay KT (2009) Synthesis and characterizations of silane treated grewiaoptiva fibres. Intern J Polym Anal Charact 14: 301-321.

10. Mondal IH (2013) Grafting of methyl acrylate and methyl methacrylate onto jute fibre: Physico-chemical characteristics of the grafted jute. Journal of Engineered Fibres and Fabrics 8: 42-50.

11. https://en.wikipedia.org/wiki/Silane

12. Brinker CJ (1988) Hydrolysis and condensation of silicates: Effects on structure. J Non-Cryst Solids 100: 31-50.

13. Aurea N, Rangel V, Garcia L, Timoteo (2010) Spectroscopy Analysis of hemical Modification of Cellulose Fibres. Journal of Mexican Chemical Society 54: 192-197.

14. He JM, Huang YD (2007) Effect of silane coupling agents on interfacial properties of CF/PI composites. J Appl Polym Sci 106: 2231-2237.

15. Hoshino E, Wada Y, Nishizawa K (1999) Improvements in the hygroscopic properties of cotton cellulose by treatment with an endo-type cellulase from Streptomyces sp. KSM-26. J Biosci Bioeng 88: 519-525.

16. Singha AS, Shama A, Thakur VK (2008) Pressure Induced Graft Copolymerization of Acrylonitrile onto Saccharumcilliare Fibre and Evaluation of some Properties of Grafted Fibres. J Bull Mater Sci 31: 7-13.

17. Singha AS, Thakur VK (2009) Morphological, Thermal and Physico-chemical Characterizations of Surface Modified Pinus Fibres. Intern J Polym Anal Charact 14: 271-289.

18. International Standard ISO 5081-1977 (E) Textile-woven fabrics. Determination of breaking strength and elongation (Strip Method). International Organization for Standardization, Switzerland, 1977.

19. Abidi N, Hequet E, Tarimala S (2007) Functionalization of cotton fabric with vinyltrimethoxysilane. Textile Research Journal 77: 668-674.

Continue Reading

Rekayasa Modifikasi Permukaan Serat Protein

Rekayasa Modifikasi Permukaan Serat Protein

Posted by Default on November 08, 2018 in Riset Tekstil,

Banyak serat alami, termasuk wol, kasmir dan sutra, adalah bahan berbasis protein; berat kering wol hampir seluruhnya berasal dari protein (Maclaren & Milligan 1981). Meskipun biasanya kurang heterogen daripada serat biologis, berbagai biomaterial berbasis protein yang tersedia juga mengandung berbagai gugus fungsi yang berasal dari struktur penyusun protein primernya dan sekundernya.

Respon serat terhadap proses seperti pencelupan dan penyempurnaan berkorelasi langsung dengan sifat struktural dan kimianya, dan ini terutama berlaku untuk penyempurnaan yang bersifat pada permukaan. Sebagian besar gugus fungsi pada serat berada pada permukaannya, sehingga modifikasi permukaan memiliki dampak besar pada proses dan kinerja serat itu sendiri. Serat keratin seperti wol dan kasmir memiliki lapisan lipid yang menghasilkan permukaan hidrofobik. Baru-baru ini berbagai teknologi rekayasa permukaan serat yang inovatif dan baru telah dikembangkan, banyak di antaranya melibatkan mengubah sifat permukaan dengan menghilangkan lapisan lipid, sehingga permukaan protein dengan berbagai gugus kimia reaktif akan berada pada lapisan terluar. Proses penyempurnaan dengan ikatan kovalen pada permukaan serat akan mengikat lebih baik daripada hanya secara fisik diterapkan ke permukaan. Hal tersebut menawarkan potensi daya tahan superior terhadap hasil rekayasa fungsi yang diharapkan.

Perkembangan teknologi dalam modifikasi permukaan serat protein memiliki sejarah yang cukup panjang. Termasuk penerapan teknologi plasma, yang dapat memunculkan gugus fungsi pada permukaan protein, dengan tujuan untuk meningkatkan sifat seperti keterbasahan permukaan (wet-ability), kemampuan pada saat proses pencelupan (dye-ability), ketahanan susut dan ketahanan terhadap terjadinya felting. Penggunaan treatment menggunakan ozon dengan tujuan mengoksidasi permukaan dan mengubah keseimbangan ion, dapat menghasilkan permukaan yang lebih reaktif dan dapat menanggulangi terjadinya susut pada serat protein. Klorinasi meningkatkan karakteristik penyerapan dan mengurangi penyusutan. Hidrogen peroksida dan asam anhidrida asetil pada serat sutra dan wol dapat meningkatkan dye ability, meningkatkan kemampuan ketahanan susut, dan meningkatkan kemampuan serat agar dapat di treatment. Treatment enzimatik telah digunakan untuk mendeputasi permukaan dan meningkatkan sifat seperti ketahanan susut. Perkembangan teknologi terbaru yaitu dengan menggunakan reaksi dari zat kimia atau molekul bercabang untuk memunculkan gugus reaktif pada permukaan serat, yang memungkinkan perlekatan pada reaksi smart treatment dengan ikatan kovalen, atau penguatan gugus reaktif untuk meningkatkan fungsionalitas bahan tekstil tertentu. Pada Gambar-1, dapat dilihat jenis-jenis dari modifikasi permukaan serat protein dengan berbagai aplikasi, mulai dari physical modification hingga chemical modification.

Metode Modifikasi Secara Fisika Pada Serat Protein (Physical Modification)

Dengan adanya gerakan ramah lingkungan telah memotivasi industri tekstil untuk beralih dari treatment berbasis cairan (memiliki limbah cairan) yang melibatkan bahan pencemar dan limbah kimia. Sehubungan dengan proses pencelupan, sifat modifikasi fisik pada permukaan serat protein adalah penting dan harus dipertimbangkan untuk dapat diterapkan. Melalui proses secara fisika (dalam hal ini mengacu pada proses plasma dan UV), polutan atau limbah berbahaya tersebut dapat dihindari.

Proses Modifikasi Dengan Menggunakan Plasma

Treatment menggunakan teknologi plasma menggunakan aliran listrik ditemukan dapat menimbulkan sifat permukaan spesifik untuk serat protein (Höcker 2002). Selain hal itu, plasma menawarkan potensi suatu proses treatment yang sederhana, bersih, bebas pelarut dan relatif murah. Treatment ini dapat digunakan untuk memodifikasi permukaan dengan pengendapan polimer atau dapat 'membersihkan' permukaan dengan pengikisan permukaan. Treatment plasma semakin menggantikan perawatan tekstil konvensional (berbasis kimia) untuk mencapai hasil seperti meningkatkan daya celup. Treatment plasma korona mengoksidasi permukaan tekstil berbasis protein, menghasilkan senyawa yang aktif secara kimia, menambah gugus fungsi, dan mengikis permukaan (Höcker 2002; Ceria et al. 2010). Höcker (2002) menggunakan gas tertentu pada proses plasma sehingga dapat menghasilkan pengendapan atom dari gas-gas tersebut, seperti gas fluor contohnya. Efek dari treatment plasma terbatas pada permukaan wol, sehingga tidak mungkin menghasilkan perubahan pada sifat massal yang dihasilkan dari kerusakan pada bagian serat tersebut.

Dalam konteks industri tekstil, plasma merupakan produk interaksi antara medan elektromagnetik dengan gas; yaitu, gas terionisasi sebagian yang mengandung ion, elektron dan partikel netral (Kan & Yuen 2007). Pada tekanan gas yang mirip dengan tekanan atmosfer dan tegangan tinggi, korona pada proses plasma dapat dihasilkan. Pada tekanan gas 0,1-10 MPa dan pada tegangan rendah, akan muncul berkas cahaya pada plasma tersebut (Rakowski 1997; Kan & Yuen 2007). Metode glow discharge paling sering digunakan pada proses plasma tekstil. Banyak treatment plasma menggunakan sistem tekanan rendah (vakum) digunakan untuk menjaga agar proses plasma berlangsung stabil, Menurunkan tekanan pada proses plasma juga membantu dengan efek penetrasi plasma terhadap material tekstil dengan ketebalan tertentu (Poll et al. 2001). Bagaimanapun sistem plasma tekanan atmosfer, memiliki keuntungan industri untuk aplikasi tekstil skala besar karena biaya, waktu dan ruang akan lebih mudah dilakukan(Sugiyama et al. 1998; Demir 2010). Proses plasma tersebut membutuhkan frekuensi sumber 1-20 kHz dan gas helium (Prat et al. 2000).

Pada serat wol, treatment plasma mengoksidasi dan menghilangkan sebagian (ablates) lapisan permukaan lipid yang bersifat hidrofobik (baik lipid yang melekat secara longgar dan yang terikat secara kovalen). Ikatan disulfida di lapisan protein permukaan wol (epicuticle) juga teroksidasi (Höcker 2002). Permukaan adalah satu-satunya bagian dari serat yang terpengaruh pada proses plasma, sementara kandungan protein seratnya hampir tidak terpengaruh oleh proses plasma tersebut (Höcker 2002). Radikal bebas yang tetap di permukaan wol setelah treatment plasma ablatif merangsang pembentukan gugus fungsi dan ikatan antara permukaan serat dengan lapisan coating (Kan & Yuen 2007).

Hidrofobisitas dapat menjadi atribut yang diinginkan untuk bahan tekstil tertentu, memungkinkan peningkatan pencelupan, dan meningkatkan kenyamanan dan sifat keausan. Permukaan hidrofobik alami pada serat wol membuatnya tidak memungkinkan untuk dicap treatment sebelumnya. Treatment plasma meningkatkan wet-ability, dan juga dapat mengurangi efek felting pada wol (Kan & Yuen 2007). Hal tersebut dapat dicapai dengan menghilangkan lipid permukaan (plasma oksigen) atau dengan pengendapan monomer hidrofilik, seperti pengendapan asam akrilat yang dibantu plasma (Kutlu et al. 2010). Selain dari sifat pewarna dan pengolahan, laju pencelupan wol ditentukan oleh morfologi serat dan oleh keadaan air yang terabsorpsi dalam serat (Ristic dkk. 2010). Sifat-sifat ini dapat dimodifikasi oleh berbagai treatment permukaan. Ketika lapisan lipid luar dapat dihilangkan dari serat wol, wet-ability dan dye-ability dapat meningkat. Treatment dengan menggunakan plasma dapat menghilangkan lapisan lipid dan menghasilkan gugus fungsi (seperti tiol) yang lebih reaktif terhadap zat warna tertentu. Corona discharge telah diteliti dan dapat memasukkan atom oksigen ke dalam serat dan meningkatkan wet-ability, yang meningkatkan intensitas pewarna asam dari kain yang dicap (Ryu et al. 1991). Penggabungan treatment plasma dengan chitosan telah ditemukan bahwa dapat menghasilkan peningkatan intensitas warna dan dye-ability pada serat protein (Ristić et al. 2010).

Proses Modifikasi Dengan Menggunakan UV/Ozone

Treatment UV / ozon (UVO) juga dapat menghasilkan efek penyempurnaan tekstil yang dapat bersaing dengan treatment dengan mengunakan treatment yang masih menggunakan water based treatment. Radiasi UV pada frekuensi tertentu dapat menghasilkan atom ozon dari molekul oksigen (pada 184,9 nm) dan atom oksigen dari ozon (pada 253,7 nm). Hidrokarbon organik juga dapat tertarik pada 253,7 nm.

Treatment permukaan ini menghasilkan wol yang lebih mudah dibasahi (wet-ability meningkat), serta meningkatkan kemampuan bahan dalam pencelupan dan pencapan bahkan pada suhu rendah (Xin et al. 2002). Wol tersebut juga dapat  menguning, meskipun ini dapat dikurangi ketika proses ini dikombinasikan dengan pemutihan dengan senyawa peroksida (Shao et al. 2001). Hal tersebut terjadi karena oksidasi lapisan permukaan (karena ikatan disulfida rusak). Lipid pada permukaan dapat dimodifikasi atau diubah-ubah. Hasil treatment UVO menghasilkan warna dan dyeability sebanding dengan hasil yang diperoleh setelah proses klorinasi, sehingga dapat dihasilkan wool yang dapat diproses pada produksi pencapan (Shao et al. 1997; 2001).

Metode Modifikasi Secara Kimia Pada Serat Protein (Chemical Modification)

Proses Modifikasi Dengan Pengelantangan (Bleaching)

Pemutihan (pengelantangan) wol hanya dapat mempengaruhi permukaan serat, tetapi tidak dilakukan secara khusus untuk menghasilkan permukaan dengan fungsional tertentu, sehingga Dyer (2011) tidak menyebutkan panjang lebar mengenai proses pengelantangan ini. Zat yang digunakan dalam pemutihan serat protein termasuk hidrogen peroksida, natrium borohidrida, natrium bisulfit, tiourea dan asam oksalat (Arifoglu et al. 1992; Millington 2005; Yilmazer & Kanik 2009). Pemutihan kadang-kadang dikombinasikan dengan teknik modifikasi permukaan tambahan seperti pelunturan warna (Chen et al. 2001).

Proses Modifikasi Woll Dengan Asetilasi

Asilasi memberikan sifat tahan air pada bahan seperti wol dan sutra. Sutra dan wol keduanya dapat meningkat sifat tolak airnya dan turun moisture regainnya setelah proses ini. Asetilasi menghasilkan permukaan wol atau sutera yang dapat direaksikan dengan chitosan sehingga memiliki sifat antibakteri dan anti-felting dan kemampuan pewarnaan (dye-ability) yang unggul dengan cara yang ramah lingkungan (Davarpanah dkk. 2009; Ranjbar-Mohammadi dkk. 2010).

Proses Modifikasi Woll Dengan Klorinase

Klorinasi dilakukan untuk memberikan sifattahan susut pada serat wol, kadang-kadang dalam kombinasi dengan aplikasi resin seperti Hercosett atau Nopcobond (Van Rensburg & Barkhuysen 1983; Roeper et al. 1984). Dalam proses industri, cara ini dinilai tidak ramah lingkungan karena AOX dapat mencemari atau menjadi polusi.

Larutan klorinasi dapat dihasilkan oleh kombinasi hipoklorit dengan asam sulfat, atau untuk treatment yang lebih ringan, gas klor dapat dilarutkan dalam air (Van Rensburg & Barkhuysen 1983). Klorinasi mempengaruhi lapisan lipid permukaan. Sifat pencelupan juga dipengaruhi karena peningkatan absorpsi permukaan dan perubahan lapisan lipid pada permukaan wol (Ottmer et al. 1985; Baba et al. 2001). Perubahan struktur kimia pada permukaan wol menyebabkan penetrasi pewarna da[at lebih mudah dilakukan (dye-ability meningkat) (Jocic et al. 1993).

Proses Modifikasi Woll Dengan Potasium Permanganat

Treatment kalium permanganat pada serat wol menghaluskan kutikula pada permukaan wol. Hal tersebut diukur dengan menggunakan menggunakan 3D-SEM. Hal tersebut bertujuan untuk penghilangan sifat felting dan untuk memberikan ketahanan susut. Treatment kalium permanganat memberikan efek yang lebih merata daripada treatment menggunakan enzim proteolitik yang sebanding (Bahi et al. 2007).

Proses Modifikasi Woll Dengan Metode Delipidase (Penghilangan Lipid)

Serat keratin seperti wol, rambut manusia dan kasmir ditutupi lapisan lipid pada permukaan luarnya dengan ikatan kovalen yang menghasilkan karakter hidrofobik. Komponen utama dari permukaan lipid pada serat wol adalah asam 18-methyleicosanoic (18-MEA). 18-MEA melekat pada protein yang mendasari terutama melalui ikatan tioester kovalen. Berbagai treatment telah dilakukan untuk membelah ikatan thioester untuk membentuk tiol pada permukaan wol (Meade et al. 2008b). Pembentukan gugus sulfhidril permukaan reaktif, dengan sulfur dapat bertindak sebagai nukleofil yang kuat, membuat tirosol ini menjadi lokasi potensial yang menarik untuk keterikatan kovalen berikutnya dari modifikasi permukaan baru (Meade et al. 2008a). Sebagian besar penelitian dan pengembangan di bidang ini telah dilakukan dengan wol, tetapi prinsip-prinsip tersebut memiliki potensi untuk diterapkan pada serat mamalia lain yang digunakan dalam tekstil.

Serabut-serabut wol terdiri dari inti sel-sel kortikal yang dikelilingi oleh selubung luar dari sel-sel kutikel yang tumpang tindih. Setiap kutikel sel tertutup oleh suatu membran resisten yang disebut epicuticle (Höcker 2000). Epicuticle wol meliputi kutikula, dan terdiri dari kedua protein dan lipid (asam lemak). Hidrofobisitas permukaan wol sebagian besar disebabkan lapisan lipid eksternal ini. Komponen asam lemak lipid dari epicuticle tersebut menyumbang sekitar seperempat massa epicuticle. Asam lemak tersebut terikat di permukaan serat dan membentuk permukaan lapisan yang bersifat hidrofobik (Meade et al. 2008b). Asam lemak rantai bercabang (18-MEA) telah diidentifikasi sebagai komponen lipid utama dari permukaan wol. Komposisi lipid pada permukaan wol terdiri dari sekitar 65-70% dari 18-MEA tersebut (Negri et al. 1991; Ward et al. 1993 ). 18-MEA ini secara kovalen terikat ke permukaan protein melalui hubungan tioester ke sistein, dengan perkiraan epicuticle berkandungan 35% sistin (Negri et al. 1993; Evans & Lanczki 1997). Protein yang terikat dengan lipit tersebut membentuk proteolipid, yang hingga sekarang masih belum dipahami dengan baik (Dauvermann-Gotsche et al. 1999). Thioesters adalah kelompok yang relatif reaktif yang dapat dibelah dengan mudah melalui reaksi substitusi nukleofilik.

Jika lapisan lipid terluar tersebut dilepaskan secara terkontrol, maka dapat diperoleh permukaan protein sehingga ada berbagai gugus fungsi reaktif pada serat wol tersebut (termasuk gugus hidroksil, karboksil dan amina) yang dapat berikatan kovalen yang potensial dari treatment permukaan. Ada berbagai reagen alkalin yang telah digunakan untuk melepaskan lipid permukaan dari wol, menghasilkan permukaan hidrofilik dan anionik dengan peningkatan koefisien gesekan (Dauvermann-Gotsche et al. 2000). Penggunaan alkohol atau kondisi alkali berair membelah ikatan thioester untuk membentuk lipid yang digantikan dan tiol pada permukaan epicuticle (Negri et al. 1991; 1993; Dauvermann- Gotsche et al. 2000) Mekanisme kimia untuk substitusi nukleofilik dari ikatan thioester ditunjukkan pada Gambar-2 [dimodifikasi dari Meade et al. 2008b].

Proses Modifikasi Dengan Menggunakan Penyematan Gugus Kovalen

Penerapan smart treatment dan fungsional yang spesifik di permukaan untuk memberikan sifat baru pada bahan protein membutuhkan permukaan yang teraktivasi secara tepat dengan gugus fungsi yang dapat dimodifikasi. Pengangkatan lapisan lemak pada permukaan serat mamalia sebelum pemasangan permukaan baru, seperti yang dijelaskan sebelumnya dalam bab ini, memungkinkan peningkatan aksesibilitas dan fungsionalitas. Penghapusan lipid, sebagai lawan oksidasi permukaan saja, telah terbukti sangat penting untuk pengikatan kovalen partikel polimer amina-reaktif (Pille et al. 1998). Perlekatan permukaan kovalen memberikan kemungkinan daya tahan wear-ability dan pencucian dibandingkan dengan teknologi konvensional berdasarkan kekuatan ionik atau non-kovalen lainnya.

Proses Modifikasi Dengan Menggunakan Deposits/Polymer

Polimer dan pelapisan permukaan diterapkan pada serat berbasis protein untuk berbagai alasan. Deposisi lapisan permukaan dapat diperiksa menggunakan XPS atau SEM. Polietilena glikol telah diterapkan ke berbagai bahan, termasuk wol, untuk meningkatkan penyimpanan termal, ketahanan terhadap minyak, pilling dan muatan statis (Vigo & Bruno 1989). Dalam proses pad-cure, glikol ini berikatan silang dengan dimetilol dihidroksietilena urea dengan adanya katalis asam. Sifat super-hidrofobik dapat diperoleh untuk campuran wol dan wol menggunakan pengikatan kimia in situ dari bahan silika dan polisiloksan (Zhang & Lamb 2009). Untuk menghasilkan biomaterial dari fibroin sutra, telah diterapkan poli cyanuric klorida-aktif (etilen glikol) untuk memberikan peningkatan hidrofilisitas, morfologi halus (SEM) pada permukaan serat.

Chitosan sering diterapkan pada serat berbasis protein, karena memiliki karakteristik dapat mengabsorpsi zat warna asam (Ristic dkk. 2010). Penambahan enzim pada peroksida alkali telah ditemukan dapat meningkatkan wet-ability wol dan efektivitas biopolimer kitosan yang digunakan. Hal tersebut juga secara signifikan meningkatkan derajat keputihan serat. Kombinasi perawatan ini menghasilkan kain wol yang bisa dicuci dengan mesin. Pembentukan ikatan ion antara gugus sulfonat baru yang dihasilkan pada permukaan serat wol dan kitosan diyakini berkontribusi terhadap ketahanan susut yang sangat baik. Namun, jika konsentrasi enzim dalam rendaman peroksida terlalu tinggi, efisiensi aplikasi chitosan dapat menurun (Jovanĉić et al. 2001). Chitosan juga lebih baik disimpan pada permukaan wol setelah dilakukan treatment plasma (Ristic dkk. 2010).

Pelapis polimer yang tahan lama dalam bentuk sol-gel dapat didepositkan pada permukaan serat. Gel sol anorganik berdasarkan pada oksida yang dimodifikasi dari silika, titanium, atau oksida anorganik lainnya dapat membentuk lapisan stabil dari ukuran partikel kecil (<50 nm) yang meningkatkan sifat tekstil berdasarkan kemampuannya sendiri, dan yang dapat diresapi dengan aditif fungsional yang disesuaikan seperti sifat peredam UV. Treatment ini dapat diterapkan pada suhu rendah, selain dari langkah pengawetan suhu tinggi yang singkat (Mahltig et al. 2005). Tung & Daoud (2009) menemukan bahwa lapisan serat wol dengan sol anatase titanium dioksida anorganik dibuat menggunakan asam nitrat (N-sol) atau asam hidroklorat (H-sol). Treatment sol-gel wol ditemukan dapat mengakibatkan wol menguning; Tung dan Daoud menemukan bahwa efek yang tidak diinginkan ini hanya dihasilkan setelah perawatan N-sol, kemungkinan karena sifat oksidatif asam nitrat. Sebaliknya, serat wol yang diperlakukan dengan H-sol tetap putih dan menunjukkan lapisan permukaan yang merata. Sifat titanium dioksida yang menyerap UV juga menghasilkan perlindungan UV yang lebih baik setelah perawatan sol-gel. Yang paling menarik, perawatan dengan sol ini memberikan sifat self-cleaning terhadap noda kopi dan anggur pada paparan sinar UV. Lapisan sol-gel pada wol memicu reaksi fotokatalitik dengan adanya oksigen dan air yang merusak kromofora dalam noda makanan (Tung & Daoud 2009).

Proses Modifikasi Dengan Menggunakan Enzim

Berbagai pendekatan enzimatik juga telah diuji coba untuk modifikasi spesifik serat protein. Perawatan enzim menawarkan prospek menggantikan proses yang tidak dapat diterima lingkungan dengan proses yang lebih ramah lingkungan untuk men-treatment serat protein. Penelitian dan pengembangan ekstensif telah dilakukan dengan teliti untuk pemanfaatan enzim sebagai bahan antifelting untuk wol, serta untuk meningkatkan warna permukaan serat (Das & Ramaswamy 2006).

Biopolishing, atau biofinishing, mengacu pada aplikasi enzim proteolitik pada permukaan serat untuk menghilangkan komponen serat yang menonjol dan dengan demikian meningkatkan sifat-sifat seperti pilling dan felting (Durán & Durán 2000). Protease adalah jenis enzim utama yang digunakan untuk memodifikasi permukaan serat protein. Protease adalah enzim proteolitik, yaitu mereka bertindak dengan membelah ikatan peptida. Pemanfaatan enzim protease dapat meningkatkan beberapa sifat fisik dan mekanik dari serat protein seperti drapeability, afinitas warna dan daya serap air. Perlakuan dengan enzim proteolitik atau lipolitik dapat digunakan untuk memperoleh efek pelunakan yang dirasakan dalam serat, dan pengurangan dalam kekerasan yang dirasakan dalam pegangan, yang dapat dikaitkan dengan penurunan kekakuan lentur serat melalui degradasi protein struktural. Keterbatasan perawatan berbasis protease adalah bahwa protease yang terabsorpsi dapat sulit dihilangkan dari serat yang diolah, dan enzim yang ditahan setelah pembilasan dan pengeringan telah terbukti menyebabkan degradasi lebih lanjut di bawah kondisi penyimpanan (Nolte et al. 1996; Durán & Durán 2000).

Potensi Pengembangan Modifikasi Permukaan Serat Protein Di Masa yang Akan Datang

Tren global menunjukkan bahwa akan ada permintaan yang berkelanjutan dan meningkat untuk tekstil cerdas dan fungsional. Selain itu, langkah menuju bahan alami dan berkelanjutan terus mendapatkan momentum dan secara luas diharapkan menjadi pendorong utama dalam keputusan konsumen selama beberapa dekade ke depan. Faktor-faktor ini berarti bahwa modifikasi permukaan yang ditargetkan dari kedua serat protein alami dan turunan biomaterial mereka untuk memberikan sifat fungsional dan tahan lama akan terus menjadi area yang berkembang dan menarik dalam industri serat, tekstil dan biomaterial di dunia.

Kemajuan terbaru dalam penyematan ikatan kovalen dari permukaan serat dapat memberikan teknologi platform untuk generasi baru dalam treatment permukaan serat. Untuk biomaterial berbasis protein, khususnya modifikasi permukaan yang tahan lama, modifikasi-modifikasi tersebut dapat memberikan potensi untuk mengatasi keterbatasan saat ini, seperti abrasi rendah dan tahan panas. Diperkirakan bahwa penelitian yang dilakukan pada modifikasi serat protein, seperti wol dan sutra, akan memiliki aplikasi ke arah biomaterial tersebut. Namun, penelitian dan pengembangan lebih lanjut diperlukan sebelum pendekatan ini menjadi layak secara komersial baik untuk serat protein alami, atau biomaterial protein berserat. Ada kemungkinan bahwa pengaplikasian teknologi berbasis plasma dan enzim dapat meningkatkan efektivitas biaya, pemrosesan dengan output yang tinggi, dan mengurangi dampak lingkungan akan terus mendapatkan popularitas tersendiri pada tren teknologi modifikasi serat protein.

References

[1] Arai, T., Freddi, Innocenti, R., Kaplan, D.L. & Tsukada, M. (2001), Acylation of silk and wool with acid anhydrides and preparation of water-repellent fibers, Journal of Applied Polymer Science, 82, 2832-2841. doi: 10.1002/app.2137.

[2] Arifoglu, M., Marmer, W.N. & Dudley, R. (1992), Reaction of thiourea with hydrogen peroxide:13C NMR studies of an oxidative/reductive bleaching process, Textile Research Journal, 62(2), 94-100.

[3] Baba, T., Nagasawa, N., Ito, H., Yaida, O. & Miyamoto, T. (2001), Changes in the covalently bound surface lipid layer of damaged wood fibers and their effects on surface properties, Textile Research Journal, 71(4), 308-312.

[4] Bahi, A., Jones, J.T., Carr, C.M., Ulijn, R.V. & Shao, J. (2007), Surface characterization of chemically modified wool, Textile Research Journal, 77(12), 937-945. doi: 10.1177/0040517507083520.

[5] Brack, N., Lamb, R., Pham, D. & Turner, P. (1996), XPS and SIMS investigation of covalently bound lipid on the wool fibre surface, Surface and Interface Analysis, 24(10), 704-710.

[6] Canal, C., Gaboriau, F., Villeger, S., Cvelbar, U. & Ricard, A. (2009), Studies on antibacterial dressings obtained by fluorinated post-discharge plasma, International Journal of Pharmaceutics, 367(1-2), 155-161.

[7] Ceria, A., Rovero, G., Sicardi, S. & Ferrero, F. (2010), Atmospheric continuous cold plasma treatment: Thermal and hydrodynamical diagnostics of a plasma jet pilot unit, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 49(1), 65-69. doi: 10.1016/j.cep.2009.11.008.

[8] Chen, W., Chen, D. & Wang, X. (2001), Surface modification and bleaching of pigmented wool, Textile Research Journal, 71(5), 441-445. doi: 10.1177/004051750107100512

[9] Das, T. & Ramaswamy, G.N. (2006), Enzyme treatment of wool and specialty hair fibers, Textile Research Journal, 76(2), 126-133. doi: 10.1177/0040517506063387.

[10] Dauvermann-Gotsche, C., Korner, A. & Hocker, H. (1999), Characterization of 18- methyleicosanoic acid-containing proteolipids of wool, Journal of the Textile Institute, 90(3 SI Sp. Iss. SI), 19-29.

[11] Dauvermann-Gotsche, C., Evans, D.J., Corino, G.L. & Korner, A. Labelling of 18- methyleicosanoic acid cotianing proteolipids of wool with monomaleimido nanogold, Proceedings of the 10th International Wool Textile Research Conference, Aachen, Germany, 2000, 1-10.

[12] Davarpanah, S., Mahmoodi, N.M., Arami, M., Bahrami, H. & Mazaheri, F. (2009), Environmentally friendly surface modification of silk fiber: Chitosan grafting and dyeing, Applied Surface Science, 255(7), 4171-4176. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.11.001.

[13] Demir, A. (2010), Atmospheric plasma advantages for mohair fibers in textile applications, Fibers and Polymers, 11(4), 580-585. doi: 10.1007/s12221-010-0580-2.

[14] Durán, N. & Durán, M. (2000), Enzyme applications in the textile industry, Review of Progress in Coloration and Related Topics, 30(1), 41-44. doi: 10.1111/j.1478-4408.2000.tb03779.x.

[15] Evans, D.J. & Lanczki, M. (1997), Cleavage of integral surface lipids of wool by aminolysis, Textile Research Journal, 67(6), 435-444.

[16] Höcker, H. (2000), Fibre morphology. In Crawshaw, G.H., Ed., Wool: science and technology, Cambridge, Woodhead Publishing Limited.

[17] Höcker, H. (2002), Plasma treatment of textile fibers, Pure and Applied Chemistry, 74(3), 423-427.

[18] Hossain, K.M.G., González, M.D., Juan, A.R. & Tzanov, T. (2010), Enzyme-mediated coupling of a bi-functional phenolic compound onto wool to enhance its physical, mechanical and functional properties, Enzyme and Microbial Technology, 46(3-4), 326- 330. doi: 10.1016/j.enzmictec.2009.12.008.

[19] Jocic, D., Jovancic, P., Trajkovic, R. & Seles, G. (1993), Influence of a chlorination treatment on wool dyeing, Textile Research Journal, 63(11), 619-626. doi: 10.1177/004051759306301101

[20] Jovanĉić, P., Jocić, D., Molina, R., Juliá, M.R. & Erra, P. (2001), Shrinkage properties of peroxide-enzyme-biopolymer treated wool, Textile Research Journal, 71(11), 948-953. doi: 10.1177/004051750107101103.

[21] Kan, C.W. & Yuen, C.W.M. (2007), Plasma technology in wool, Textile Progress, 39(3), 121-187. doi: 10.1080/00405160701628839.

[22] Kutlu, B., Aksit, A. & Mutlu, M. (2010), Surface modification of textiles by glow discharge technique: Part II: Low frequency plasma treatment of wool fabrics with acrylic acid, Journal of Applied Polymer Science, 116(3), 1545-1551. doi: 10.1002/app.31286.

[23] Leeder, J.D. & Rippon, J.A. (1983), Modifying the surface of keratin fibres, Research Disclosure, 230, 210-211.

[24] Leeder, J.D. & Rippon, J.A. (1985), Changes induced in the properties of wool by specific epicuticle modification, Journal of the Society of Dyers and Colourists, 101, 11-16.

[25] Leeder, J.D., Rippon, J.A. & Rivett, D.E. Modification of the surface properties of wool by treatment with anhydrous alkali, Proceedings of the 7th International Wool Textile Research Conference, Tokyo, Japan, 1985, 312-320.

[26] Maclaren, J.A. & Milligan, B. (1981), The structure and composition of wool. In, Wool science - The chemical reactivity of the wool fibre (pp 1-18), Marrickville, NSW 2204, Australia, Science Press.

[27] Mahltig, B., Haufe, H. & Böttcher, H. (2005), Functionalisation of textiles by inorganic sol-gel coatings, Journal of Materials Chemistry, 15, 4385-4398. doi: 10.1039/b505177k.

[28] Meade, S.J., Caldwell, J.P., Hancock, A.J., Coyle, K., Dyer, J.M. & Bryson, W.G. (2008a), Covalent modification of the wool fiber surface: The attachment and durability of model surface treatments, Textile Research Journal, 78(12), 1087-1097. doi: 10.1177/0040517507087852.

[29] Meade, S.J., Dyer, J.M., Caldwell, J.P. & Bryson, W.G. (2008b), Covalent modification of the wool fiber surface: Removal of the outer lipid layer, Textile Research Journal, 78(11), 943-957. doi: 10.1177/0040517507087859.

[30] Millington, K.R. Continuous photobleaching of wool, Byrne, K., Duffield, P.A., Myers, P., Scouller, S. and Swift, J.A., Eds., Proceedings of the 11th International Wool Research Conference, Department of Colour & Polymer Chemistry of the University of Leeds, University of Leeds, UK, 2005, 22CCF.

[31] Naebe, M., Cookson, P.G., Rippon, J., Brady, R.P., Wang, X., Brack, N. & van Riessen, G. (2010), Effects of plasma treatment of wool on the uptake of sulfonated dyes with different hydrophobic properties, Textile Research Journal, 80(4), 312-324. doi: 10.1177/0040517509338308.

[32] Negri, A.P., Cornell, H.J. & Rivett, D.E. (1991), The nature of covalently bound fatty acids in wool fibres, Australian Journal of Agricultural Research, 42(8), 1285-1292. doi: 10.1071/AR9911285

[33] Negri, A.P., Cornell, H.J. & Rivett, D.E. (1993), The modification of the surface diffusion barrier of wool, Journal of the Society of Dyers and Colourists, 109(9), 296-301. doi: 10.1111/j.1478-4408.1993.tb01579.x.

[34] Nolte, H., Bishop, D.P. & Höcker (1996), Effects of proteolytic and lipolytic enzymes on untreated and shrink-resist-treated wool, Journal of the Textile Institute, 87(1), 212 - 226.

[35] Ottmer, T.C., Baumann, H. & Fuchtenbusch, D. Physical dyeing parameters of milling dyes with systematically chlorinated and bleached wool, Proceedings of the 7th International wool Textile Research Conference., Tokyo, 1985, 131-140.

[36] Parvinzadeh, M. (2007), Effect of proteolytic enzyme on dyeing of wool with madder, Enzyme and Microbial Technology, 40(7), 1719-1722. doi: 10.1016/j.enzmictec.2006.10.026.

[37] Pille, L., Church, J.S. & Gilbert, R.G. (1998), Adsorption of amino-functional polymer particles onto keratin fibres, Journal of Colloid and Interface Science, 198, 368-377. doi: 10.1006/jcis.1997.5303.

[38] Poll, H.U., Schladitz, U. & Schreiter, S. (2001), Penetration of plasma effects into textile structures, Surface and Coatings Technology, 142-144, 489-493.

[39] Prat, R., Koh, Y.J., Babukutty, Y., Kogoma, M., Okazaki, S. & Kodama, M. (2000), Polymer deposition using atmospheric pressure plasma glow (APG) discharge, Polymer, 41, 7355-7360. doi: 10.1016/S0032-3861(00)00103-8.

[40] Rakowski, W. (1997), Plasma treatment of wool today. Part 1 - Fibre properties, spinning and shrinkproofing, Journal of the Society of Dyers and Colourists, 113, 250-255. doi: 10.1111/j.1478-4408.1997.tb01909.x.

[41] Ranjbar-Mohammadi, M., Arami, M., Bahrami, H., Mazaheri, F. & Mahmoodi, N.M. (2010), Grafting of chitosan as a biopolymer onto wool fabric using anhydride bridge and its antibacterial property, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 76(2), 397-403. doi: 10.1016/j.colsurfb.2009.11.014.

[42] Rathinamoorthy, R., Sumothi, M. & Jagadesh, S. (2009), Plasma technology for textile surface enhancement, Textile Asia, 40(11), 21-23.

[43] Ristić, N., Jovančić, P., Canal, C. & Jocić, D. (2010), Influence of corona discharge and chitosan surface treatment on dyeing properties of wool, Journal of Applied Polymer Science, 117, 2487-2496. doi: 10.1002/app.32127.

[44] Roeper, K., Foehles, J., Peters, D. & Zahn, H. (1984), Morphological composition of the cuticle from chemically treated wool - part II: the role of the cuticle in industrial shrink proofing processes, Textile Research Journal, 54(4), 262-270. doi: 10.1177/004051758405400408

[45] Ryu, J., Wakida, T. & Takagishi, T. (1991), Effect of corona discharge on the surface of wool and its application to printing, Textile Research Journal, 61(10), 595-601. doi: 10.1177/004051759106101006

[46] Schumacher, K., Heine, E. & Höcker, H. (2001), Extremozymes for improving wool properties, Journal of Biotechnology, 89(2-3), 281-288. doi: 10.1016/s0168- 1656(01)00314-5.

[47] Shao, J., Hawkyard, C.J. & Carr, C.M. (1997), Investigation into the effect of UV/ozone treatments on the dyeability and printability of wool, Journal of the Society of Dyers and Colourists, 113(4), 126-130. doi: 10.1111/j.1478-4408.1997.tb01884.x.

[48] Shao, J., Liu, J. & Carr, C.M. (2001), Investigation into the synergistic effect between UV/ozone exposure and peroxide pad—batch bleaching on the printability of wool, Coloration Technology, 117(5), 270-275. doi: 10.1111/j.1478-4408.2001.tb00074.x.

[49] Sugiyama, K., Kiyokawa, K., Matsuoka, H., Itou, A., Hasegawa, K. & Tsutsumi, K. (1998), Generation of non-equilibrium plasma at atmospheric pressure and application for chemical process, Thin Solid Films, 316(1-2), 117-122.

[50] Taki, F. (1996), Surface treatments of wool by potassium hydroxide in dehydrated butanol, Sen'i Gakkaishi, 52(9), 500-503.

[51] Tung, W.S. & Daoud, W.A. (2009), Photocatalytic self-cleaning keratins: A feasibility study, Acta Biomaterialia, 5(1), 50-56. doi: 10.1016/j.actbio.2008.08.009.

[52] Van Rensburg, N.J.J. & Barkhuysen, F.A. (1983), Continuous shrink-resist treatment of wool tops using chlorine gas in a conventional suction-drum backwash, SAWTRI Technical Report, 539, 22p.

[53] Vepari, C., Matheson, D., Drummy, L., Naik, R. & Kaplan, D.L. (2010), Surface modification of silk fibroin with poly(ethylene glycol) for antiadhesion and antithrombotic applications, Journal of Biomedical Materials Research - Part A, 93(2), 595-606. doi: 10.1002/jbm.a.32565.

[54] Vigo, T.L. & Bruno, J.S. (1989), Improvement of various properties of fibre surfaces containing crosslinked polyethylene glycols, Journal of Applied Polymer Science, 37(2), 371-379. doi: 10.1002/app.1989.070370206.

[55] Ward, R.J., Willis, H.A., George, G.A., Guise, G.B., Denning, R.J., Evans, D.J. & Short, R.D. (1993), Surface analysis of wool by X-ray photoelectron spectroscopy and static secondary ion mass spectrometry, Textile Research Journal, 63(6), 362-368.

[56] Xin, J.H., Zhu, R.Y., Hua, J.K. & Shen, J. (2002), Surface modification and low temperature dyeing properties of wool treated by UV radiation, Coloration Technology, 118(4), 169-173. doi: 10.1111/j.1478-4408.2002.tb00095.x.

[57] Xu, B., Niu, M., Wei, L., Hou, W. & Liu, X. (2007), The structural analysis of biomacromolecule wool fiber with Ag-loading SiO2 nano-antibacterial agent by UV radiation, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 188(1), 98-105. doi: 10.1016/j.jphotochem.2006.11.025.

[58] Yilmazer, D. & Kanik, M. (2009), Bleaching of wool with sodium borohydride, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 4(3), 45-50.

[59] Yoon, N.S., Lim, Y.J., Tahara, M. & Takagishi, T. (1996), Mechanical and dyeing properties of wool and cotton fabrics treated with low temperature plasma and enzymes, Textile Research Journal, 66(5), 329-336. doi: 10.1177/004051759606600507.

Continue Reading