Wol, Sutera, Kalogen, dan Protein Regenerasi

Wol, Sutera, Kalogen, dan Protein Regenerasi

Sejarah wol dan sutera untuk dipakai sebagai bahan pakaian sudah ada sejak sekitar 5.000 tahun lalu. Wol diperoleh terutama dari domba dengan menggosok rambut domba dengan larutan sabun alkali untuk menghilangkan lemak (fat) dan gemuk (grease). Domba yang berbeda memproduksi wol dengan sifat-sifat seperti elastisitas, kekuatan, warna, dan pengkerutan yang sangat bervariasi. Wol biasanya dikelompokkan berdasarkan sumbernya, yaitu lunak, medium, panjang, crossbred, dan karpet. Hewan-hewan lainnya, termasuk kambing (wol-wol mohair dan cashmere) dan unta-unta atau anggota dari keluarga unta (Ilama, alpaca, vicuna), juga merupakan sumber wol. Sutera dihasilkan oleh ulat-ulat sutera berupa dua filamen yang dikandung dalam suatu karet yang kaya protein. Spesies lainnya, seperti ulat dan laba-laba ngengat gipsi, juga mengeluarkan sutera, tetapi jenis ulat sutera yang secara komersial digunakan.

Terdapat banyak variasi dalam komposisi asam amino wol dan sutera. Misalnya, sutera terutama terdiri atas empat asam amino, amino-glisin, alanin, serin, dan tirosin-tiga asam amino yang pertama memilki gugus R kecil (berturut-turut –H, -CH₃, dan –CH₂OH), sedangkan wol memiliki distribusi yang lebih merata. Selain itu, wol mengandung proporsi sistein yang jauh lebih tinggi, yang merukpakan petunjuk lebih banyaknya penggulungan rantai melalui gugus-gugus disulfida. Sutera relatif tidak mengandung gugus –R yang sangat meruah sehingga ia mengambil konfigurasi bera dengan rantain yang terulur, sedangkan wol (keratin) memperlihatkan struktur sekunder alfa heliks, tetapi wol yang tegerang memilki susunan beta dengan rantai terulur.

Modifikasi kimia terhadap sutera dan wol telah banyak dilakukan. Wol dengan kurang dari 1% nilon 610 yang tercangkok, memiliki ketahanan susut yang baik. Pencangkokan tersebut secara komersial diselesaikan melalui polimerisasi antar permukaan (interfarcial polymerization). Wol pertama-tama direaksikan dengan larutan 1% heksametilenadiamin ditambah basa anorganik, kemudian dengan larutan hidrokarbon 2-3% sebakoil klorida. Polimer cangkok dianggap terbentuk melalui reaksi antara gugus-gugus ujung asam klorida dan gugus-gugus amino protein bebas. Pencangkokan wol juga dilakukan dengan dengan poliuretan, poliurea, dan epoksida. Polimer-polimer vinil juga telah dicangkokkan ke wol dan sutera, misalnya melalui pencangkokan radiasi.

Sejumlah reaksi juga telah dipakai untuk mengikat-silangkan serat-serat protein. Jika produk ikat silang sistein disulfida dari wol direduksi ke tiol, kemudian diikat silang kembali dengan dihalida, maka wol yang telah dimodifikasi tersebut memperlihatkan ketahanan yang mengikat terhadap asam, basa, oksidator, serta serangga permadani. Pereaksi lain yang dipakai untuk mengikat-silangkan wol dan sutera mencakup formaldehida, diepoksida, dan epiklorohidrin. Kain-kain wol juga telah dibuat tahan api dengan resin melamin-formaldehida yang dimodifikasi fosfor.

Kolagen, konstituen utama dari kulit dipakai sebagai sumber gelatin dan perekat (melalui perlakuan dengan air mendidih) dan kulit (melalui perlakuan dengan asam tannat atau garam-garam logam berat). Sesungguhnya gelatin merupakan bentuk yang terdegradasi secara parsial dari kalogen dengan berat molekul sekiktar 54.000. Kolagen terkomposisi terutama dari glisin, prolin, dan hidroksipolin, dengan sejumlah kecil asam-asam amino lainnya. Perlakuan kimiawi kulit dengan diepoksida mengurangi kecenderungannya untuk susut menjadi rapuh oleh pemansan.

Plastik dan serat telah diproduksi dari protein yang diperoleh dari sejumlah sumber termasuk susu (kasein), tepung jagung (zein), kacang tanah (arakin), dan kacang kedele (glisinin). Asam amino utama dari protein-protein ini adalah asam glutamat (terutama dalam zein). Arginin juga terdapat dalam jumlah yang signifikan dalam arakin, dan isoleusin dalam ketiga protein lainnya.

Proses pembaharuan (regenerasi) tersebut melibatkan dispersi protein dalam larutan encer natrium hidroksida,  yang dilanjutkan dengan proses ekstrusi melewati pemintal ke dalam satu bak asam untuk membentuk serat-serat. Protein tersebut juga diikat silang dengan formaldehida untuk memperkeras dan mengurangi kelarutannya. Sebagai suatu plastik, protein terbaharui biasanya dipakai untuk aplikasi dekoratif dalam ruangan (tombol, knop, gagang pintu, dan lain-lain) karena daya tahan cuacanya yang buruk. Kasein tak terikat silang juga dipakai untuk memperbaiki kerekatan tali ban rayon liat ke karet. Serat-serat protein terbaharui biasanya dipakai dalam kombinasi dengan wol, kapas atau serat-serat sintesis.