SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTILLAPORAN PRAKTIKUM PENCELUPAN SERAT BUATAN
Disusun oleh Abdul Rohman HeryadiRr. Diajeng RoroSiti Rika S
BAB I PENDAHULUAN
I. MAKSUD DAN TUJUAN
Melakukan proses pencelupan poliester dengan zar warna dispersi
metode thermosol
Melakukan evaluasi dan identifikasi terhadap faktor-fator yang
dapat berpengaruh terhadap hasil pencelupan
II. TEORI PENDEKATAN
1. Poliester
Serat polyester di kembangkan oleh J.R.Whinfield dan J.T Dickson dari calico
Printers Association.Serat ini merupakan pengembangan dari polyester yang telah di temukan
oleh Carothers.
I.C.I di Inggris memproduksi serat polyester dengan nama Terylene dan kemudian du
pont di Amerika pada tahun 1953 juga membuat serat polyester berdasarkan patent dari
Inggris dengan nama Dacron.
Serat poliester merupakan suatu polimer yang mengandung gugus ester dan memiliki
keteraturan struktur rantai yang menyebabkan rantai-rantai dapat saling berdekatan, sehingga
gaya antar rantai polimer poliester dapat bekerja membentuk struktur yang teratur.
Poliester merupakan serat sintetik yang bersifat hidrofob karena terjadi ikatan
hidrogen antara gugus – OH dan gugus – COOH dalam molekul tersebut.Oleh karena itu
serat polierter sulit didekati air atau zat warna.Serat ini dibuat dari asam tereftalat dan etilena
glikol.
nHOOC--COOH + nHO(CH2)2OH
Asam tereftalat Etilena glikol
HO --OC--COO(CH2)2 – n H + 2(n-1) H2O
Poliester
n CH3OOC + n HO(CH2)2OH CH3O [ OC
COO(CH2)2O ]n H
+ (2n –1 ) CH3OH
COOCH3
COOHn HOOC + n HO(CH2)2OH HO [ OC COO(CH2)2O ]n H + (2n –1 ) H2O
Untuk dapat mendekatkan air terhadap serat yang hidrofob, maka kekuatan ikatan
hidrogen dalam serat perlu dikurangi.Kenaikan suhu dapat memperbesar fibrasi
molekul,akibatnya ikatan hidrogen dalam serat akan lemah dan air dapat mendekati serat.
Disamping sifat hidrofob, faktor lain yang menyulitkan pencelupan ialah kerapatan serat
poliester yang tinggi sekali sehingga sulit untuk dimasuki oleh molekul zat warna.Derajat
kerapatan ini alan berkurang dengan adanya kenaikan suhu karena fibrasinya bertambah dan
akibatnya ruang antar molekul makin besar pula.Molekul zat warna akan masuk dalam ruang
antar molekul .
1.1 Pembuatan Serat Polyester
Susunan rantai molekul polyester terbentuk secara kondensasi menghasilkan polietena
tereftalat yang merupakan satu ester dari komponen dasar asam dan alkohol, yaitu asam
tereftalat dan etilena glikol. Ini merupakan pengembangan pembuatan poliester yang
pada mulanya terbuat dari dimetil teraftalat sebagai asamnya dan etilena glikol sebagai
alkoholnya dan dikenal dengan nama Terylene. Reaksi poliester adalah sebagai berikut:
Dimetil asam tereftalat etilena glikol Terylene
Pada tahun terakhir dikembangkan teknik baru dengan memproduksi asam teraftalat,
sehingga cenderung lebih banyak dipergunakan dibanding metil teraftalat sebagai
bahan baku pembuat polyester, yang dikenal dengan nama Dacron. Adapun reaksinya
pembuatannya adalah sebagai berikut :
Asam tereftalat etilena glikol Dacron air
Penggunaan asam tereftalat sebagai bahan baku poliester menyebabkan beberapa
perbedaan sifat poliester, diantaranya titik leleh poliester yang dihasilkan lebih tinggi
dan hampir larut dalam glikol. Pembuatan poliester dari asam tereftalat lebih
menguntungkan dibandingkan poliester dari metil tereftalat. Proses polimerisasi asam
tereftalat dan etilena glikol dilakukan dalam kondisi suhu tinggi dan ruang hampa.
1.2 Sifat Polyester
Kekuatan dan mulur
Terylene mempunyai kekuatan dan mulur dari 4,5 g/denier dan 25 % -75% g/denier
dan 7,5 % bergantung jenisnya.Dacron kekuatan dan mulurnya 4,0 g/denier dan 40%
sampai 6,9 g/denier dan 11%.Kekuatan dan mulur pada jeadaan basah sama dengan
dalam keadaan kering.
Elastisitas
Mempunyai elastisitas yang baik sehingga kain polyester tahan kusut.
Mosture regain
Mosture regainnya hanya 0,4% dalam kelembaban Relatif 100% Mosture regainnya
hanya 0,6-0,8 %.
Modulus
Mempunyai modulus awal yang tinggi ,Pembebanan 0,9 g/denier polyester hanya
mulur 1 % dan pada 1,7 g/denier hanya mulur 2 %.Modulus yang tinggi
menyebabkan Polyester pada tegangan kecil di dalam penggulungan tidak akan mulur.
Berat jenis
Berat jenis dari polyester adalah 1,38
Derajat kristalinitas
Derajat kristalinitas adalah faktor penting untuk serat poliester,karena derajat
kristalinitas serat sangat berpengaruh pada serap zat warna ,mulur, kekeuatan tarik,
stabilitas dimensi, serta sifat-sifat lainnya.
Titik leleh
Serat poliester meleleh pada suhu 250C
Morfologi
Polyester berbentuk silinder dengn penampang lintang bulat
Sifat Kimia
Poliester tahan asam lemah meskipun pada suhu mendidih dan tahan asam kuat dingin
.Poliester tahan basa lemah ,tetapi kurang tahan basa kuat .Poliester tahan zat
oksidasi ,alcohol keton ,sabun dan zat zat untuk pencucian kering polyester larut
dalam meta-kresol panas , asam triflouro asetat-orto-khlorofenol ,campuran 7 bagian
berat trikhlorofenol dan 10 bagian fenol dan campuran 2 bagian berat tetrakloro etana
dan 3 bagian fenol.
2. Zat warna Dispersi
Zat warna disperse adalah senyawa organik yang dibuat secara sintetik. Kelarutannya
dalam air kecil sedikit sekali dan larutan yang terjadi merupakan larutan disperse artinya
partikel-partikel zat warna hanya melayang dalam air .Dalam perdagangan, zat warna dispersi
merupakan senyawa –senyawa aromatik yang mengandung gugus-gugus hidroksi atau amina
yang berfungsi sebagai donor atom hydrogen untuk mengadakan ikatan dengan gugus –gugus
karbonil dalam serat.
Zat warna ini di pakai untuk mewarnai serat – serat tekstil sintetik yang bersifat
termoplastis atau hidrofop. Absorpsinya ke dalam serat di sebut “ Solid Solution ” yaitu zat
padat larut dalam zat padat. Dalam hal ini zat warna merupakan pelarut kejenuhan nya di
dalam serat berkisar antara 30-200 mg per gram serat.
2.1 Struktur Kimia Zat Warna Dispersi
Menurut stuktur kimianya ,zat warna disperse dapat digolongkan sbb:
a.Golongan azo
Contoh :
b .Golongan antrakuinon
Contoh :
Disperse blue 3
Disperse Red 4
c. Golongan difenilamina
Contoh :
CI. Disperse Red 60
Hampir semua zat warna non ionic ini mengandung gugus-gugus hidroksil dan amina (-
OH,-NH2, -NHR ) yang berfunsi sebagai donor atom hydrogen untuk mengadakan
interaksi dua kutub atau membentuk ikatan hydrogen dengan gugus karbonil (C = O)
atau gugus asetil (-C-O-C=O) dari serat.
2.2 Klasifikasi Zat Warna Dispersi
Zat warna disperse di klasifikasikan menjadi 4 grup berdasarkan ukuran molekul dan
tahanan sublimasi:
1. Tipe A ,ukuran molekulnya kecil ,menyublim sekitar suhu 13OoC pada umumnya
di celup dengan cara carrier dan HT/HP (high temperature /high pressure).
2. Tipe B ,ukuran molekulnya sedang , menyublim pada suhu sekitar 150oC pada
umumnya di celup dengan cara HT/HP dan carrier.
3. Tipe C, ukuran molekul besar , menyublim pada suhu sekitar 190oC pada
umumnya dicelup dengan cara HT/HP dan transfer printing.
4. Tipe D, ukuran molekul besar sekali menyublim pada suhu 230oC di celup dengan
cara termosol.
2.3 Pencelupan Serat Polyester
Secara umum pencelupan polyester dengan zat warna dispersi bertujuan memindahkan
zat warna dispersi dari medium pencelupan ke dalam serat polyester dengan distribusi
yang merata disertai dengan sifat – sifat ketahanan warna yang optimum dari hasil
celupnya.
2.3.1. Mekanisme pencelupan
Pengagregasian Pecah
Pecah + pendispersian kembali
Pencelupan
AgregasiPartikel zat warna dispersi(<1)
Agregat zat warna (10)
Zat warna terdispersi monomolekuler
Serat
Mekanisme pencelupan zat warna dispersi adalah solid solution dimana suatu
zat padat akan larut dalam zat padat lain. Dalam hal ini, zat warna merupakan zat padat
yang larut dalam serat.
Mekanisme lain menjelaskan demikian : zat warna dispersi berpindah dari
keadaan agregat dalam larutan celup masuk kedalam serat sebagai bentuk molekuler.
Pigmen zat warna dispersi larut dalam jumlah yang kecil sekali, tetapi bagian zat warna
yang terlarut tersebut sangat mudah terserap oleh bahan. Sedangkan bagian yang tidak
larut merupakan timbunan zat warna yang sewaktu-waktu akan larut mempertahankan
kesetimbangan.
Bagian zat warna dalam bentuk agregat, pada suatu saat akan terpecah menjadi
terdispersi monomolekuler. Zat warna dispersi dalam bentuk ini akan masuk ke dalam
serat melalui pori-pori serat. Untuk lebih jelasnya, sifat zat warna dispersi dalam
larutan celup dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Pencelupan dimulai dengan adsorpsi zat warna pada permukaan serat, selanjutnya
terjadi difusi zat warna dari permukaan ke dalam serat. Adsorpsi dan difusi zat warna
ke dalam serat dapat dipercepat dengan menaikkan temperatur proses.
Dalam air, serat poliester akan memiliki gaya dipol antar serat dimana ikatannya
digambarkan sebagai berikut:
N=NO2N N – H IH
O=C – O – C I
CH3
Gaya ini terjadi karena atom karbon bermuatan parsial positif (+) dan atom oksigen
bermuatan parsial negatif (-). Gaya dipol akan renggang pada saat pemanasan di atas
80oC sehingga zat warna bisa masuk ke dalam serat.
Pada suhu tinggi, rantai-rantai molekul serat pada daerah amorf mempunyai mobilitas
tinggi dan pori-pori serat mengembang. Kenaikan suhu menyebabkan adsorpsi dan
difusi zat warna bertambah. Energi rantai molekul serat bertambah sehingga mudah
bergeser satu sama lain dan molekul zat warna dapat masuk ke dalam serat dengan
cepat. Masuknya zat warna ke dalam serat dibantu pula dengan adanya tekanan tinggi.
Rantai molekul serat poliester tersusun dengan pola zigzag yang rapi dan
celah-celah yang akan dimasuki zat warna sangat sempit. Rantai molekul sangat sulit
untuk mengubah posisinya. Akibatnya molekul zat warna sulit menembus serat dan
pencelupan akan berjalan sangat lambat bila dilakukan tanpa pemanasan dengan suhu
tinggi. Zat warna akan menempati bagian amorf dan terorientasi dari serat poliester.
Pada saat pencelupan berlangsung, kedua bagian tersebut masih bergerak sehingga zat
warna dapat masuk di antara celah-celah rantai molekul dengan adanya ikatan antara
zat warna dengan serat. Ikatan yang terjadi antara serat dengan zat warna mungkin
merupakan ikatan fisika, tetapi dapat pula merupakan ikatan hidrogen yang terbentuk
dari gugusan amina primer pada zat warna dengan gugusan asetil pada molekul serat.
ikatan hidrogen
zat warna dispersi gugus ester
Demikian pula gaya-gaya Dispersi London (Van der Waals) yang dapat terjadi dalam
pencelupan tersebut, seperti diilustrasikan dalam gambar di bawah ini :
HO OC CO(CH ) O H 2 2 n
O O
HO OC CO(CH ) O H 2 2 n
O O
Gaya Dipol
=N–N= +N= =N+ – H
IH
-O=+C – O – C
ICH3
O-
O-
+ +
I II
A B
TolakanTarikan
Tarikan
Tolakan
ikatan Van Der Waals
Dalam gambar di atas dimisalkan atom A adalah atom zat warna, sedangkan atom B
adalah serat poliester. Pada saat atom A mulai berdekatan dengan atom B, maka salah
satu atom cenderung untuk mendekati atom tetangganya. Smapai pada jarak tertentu
maka pada kedua atom akan terjadi antaraksi, dimana awan elektron I pada atom A
akan tertarik pada inti atom B, awan elektron II pada atom B akan tertarik pada inti
atom A, awan elektron I dan awan elektron II saling tolak, dan inti atom A akan
menolak inti atom B. Antaraksi tersebut akan menghasilkan energi tarik-menarik.
Interaksi 2 kutub juga mungkin mengambil peranan penting dalam mekanisme
pencelupannya.
Ikatan dua kutubError: Reference source not found
Zat warna yang bersifat planar akan lebih mudah terserap daripada zat warna yang
bukan planar. Hal ini menunjukkan pertentangan terhadap teori solid solution.
3. Pencelupan Zat Warna Dispersi Sistem Metode Termosol
Pencelupan poliester adalah suatu proses pemberian warna pada bahan tekstil dan cara
mencelupnya kedalam larutan celup. Poliester mempunyai kristalinitas yang tinggi yang
bersifat hidrofob, akibatnya serat poliester tidak dengan mudah dimasuki oleh molekul-
molekul zat warna yang besar. Poliester juga tidak mempunyai gugus-gugus kimia yang aktif
dengan demikian tidak dapat dicelup dengan zat warna anion atau kation.
Kesulitan ini dapat diatasi dengan ditemukannya zat warna dispersi, dalam
pencelupannya zat warna dispersi mencelup serat tidak dalam fasa larutan, tetapi fasa
dispersi. Zat warna dispersi mempunyai afinitas yang besar terhadap serat poliester
dibandingkan terhadap larutan celup., dengan demikian zat warna dapat bermigrasi kedalam
serat dan dapat membentuk larutan padat.
Proses Proses ini dikembangkan oleh Du Pont pada tahun 1949 , dimana zat warna
ternyata dapat bermigrasi ke dalam serat dengan adanya panas, sehingga zat warna tersebut
akan teradsorpsi oleh serat .Untuk pencelupan cara ini diperlukan peralatan khusus yang
memungkinkan pengerjaannya dapat dilakukan secara kontinu. Berikut tahapan
pencelupannya:
1. Padding bahan dalam larutan zat warna
2. Pengeringan antara pada suhu 110oC,selama 60 detik
3. Fiksasi zat warna kedalam serat dengan pemanasan pada suhu 210oC,selama 60 detik.
4. Pengerjaan akhir, misalnya pembangkitan kalau bahannya serat campuran ,
Penyabunan, pencucian,dan lain sebagainya.
3.1 Mekanisme Pencelupan Termosol
Pada pencelupan cara termofikasi pertama-tama zat warna berpindah dari larutan
celup kepermukaan bahan melalui proses padding dan kemudian dilakukan
pengeringan pendahuluan
Menurut Mauric R.fox, masuknya zat warna disperse dari permukaan serat kedalam
serat kemungkinan peristiwa berikut :
1. Perpindahan karena persinggungan (contact transfer)
Pada system perpindahan ini umumnya dikenal sebagai system adanya larutan
dari zat warna yang larut ke bagian rongga molekul serat polyester yang padat
pula atau lebih dikenal dengan istilah “solid solution”.
2. Perpindahan melalui medium (Medium transfer)
Perpindahan melalui medium ini adalah dalam bentuk lelehan zat warna .Hal
ini disebabkan oleh adanya uap panas yang terabsorpsi kemudian
menggelembungkan zat warna sampai meleleh dan lelehan zat warna ini akan
larut kedalam serat polyester yang stuktur polimernya telah dibuka oleh
pengaruh panas tersebut.
3. Perpindahan zat warna melalui Fasa uap (vapour phase transfer)
Prinsipnya adalah zat warna pada suhu tinggi oleh media fiksasi udara kering
akan berubah dari bentuk molekul padat menjadi bentuk uap zat warna .Uap
ini akan terabsorpsi ke permukaan dan kemudian terdifusi ke dalam serat
polyester. Tekanan uap molekul zat warna berhubungan erat dengan kepolaran
molekulnya. Makin tinggi atau besar kepolaran molekul zat warna makin
rendah tekanan uapnya.Apabila tekanan uapnya terlalu rendah pencelupannya
menjadi tidak efektif.
Banyaknya zat warna yang dipindah pada kontak partikel partikel zat warna
dengan serat bergantung juga pada bentuk partikelnya.Tekanan uap partikel zat
warna sebanding dengan jari jari partikelnya , sehingga menyebabkan perpindahan
dari zat warna dapatlebih efektif dengan memperkecil ukuran partikelnya .
Disamping itu perpindahan warna umumnya terjadi melalui suatu lapisan permukaan
dari partikel partikel zat warna dengan bentuk yang tidak teratur.
Ikatan yang terjadi antara serat polyester dan zat warna dispersi adalah ikatan
hydrogen dan ikatan antar kutub
O2N N=N N-H O= C – O -C
H Ikatan hydrogen CH3
O H+
N+ N=N N ik.antar kutub O=C+-O-C-
O H+ CH3
Gambar 2.2.Ikatan zat warna disperse dengan serat polyester
4. Zat Pendispersi
Zat warna dispersi merupakan zat warna yang bersifat hidrofob yang apabila
dilarutkan dalam air tidak akan larut tetapi berbentuk gumpalan-gumpalan, maka untuk dapat
larut dalam air pada proses pencelupannya ditambahkan zat pendispersi. Zat pendispersi
adalah surfaktan (zat aktif permukaan) yang membantu proses difusi karena zat warna
didispersikan secara merata diseluruh permukaan kain. Penambahan pendispersi pada larutan
celup zat warna dispersi bertujuan untuk mendispersikan dan menstabilkan zat warna dispersi
dalam larutan.
Zat pendispersi berdasarkan sifatnya terbagi dalam empat golongan yaitu tipe
anionik, kationik, non ionik dan tipe amfoterik. Zat pendispersi yang bersifat anionik akan
terpengaruh oleh adanya ion-ion logam dalam larutan celupnya. Seperti halnya zat warna
yang mengandunggugus pelarut dalam molekulnya, zat pendispersi yang mengandung gugus
SO3Na akan mengalami gaya pendispersinya apabila dimasukkan kedalam air yang
mengandung ion-ion logam.
Sifat zat pendispersi anionik ini menyebabakan zat pendispersi akan masuk dalam
larutan celupyang mengandung ion-ion logam. Ion logam akan menggantikan posissi Na+ dan
membentuk ikatan komplek dengan zat pendispersi menghasilkan struktur molekul zat
pendispersi menjadi besar, sehingga bis menghasilkan gaya pendispersiannya.
5. Zat Anti Migrasi
Pada proses pencelupan system continue sering digunakan zat-zat pembantu tekstil
yang akan meningkatkan celup zat warna dengan konsentrasi tinggi (viskositas /kekentalan)
yang dalam waktu singkat dapat terfiksasi kedalam serat .Dimana hasil celupannya sebanding
dengan cara pencelupan system konvensional. Zat pembantu tekstil yang digunakan sebagai
pengental pada pencapan dan digunakan pula pada larutan pad pecelupan system kontinu
berupa zat anti migrasi. Pada umumnya jenis polisakarida digunakan sebagai Zat anti migrasi,
terutama alginat, penggunaanya jelas dengan konsentrasi yang lebih rendah daripada
penggunaan dalam pencapan karena prases pencelupan dibutuhkan viskositas yang lebih
rendah agar mudah berpenetrasi kedalam serat selama padding berlangsung .Selama alginate,
digunakan pula poliakrilat, poliakrilamida dan polietoksilat. Polietoksilat merupakan
campuran poliglikol dan etilena oksida (propilena oksida).
Zat anti migrasi dalam larutan padding berfungsi mencegah kecenderungan zat warna
untuk bermigrasi selama proses pengeringan sebelum fiksasi, sehingga diperoleh hasil yang
rata.
CH2OH
CHOH Gambar 2.3 zat anti migrasi jenis poliakrilat
CH2OH
6. Zat Pembasah
Zat pembantu tekstil yang merupakan golongan terpenting dan terbesar ialah
golongan zat pembasah ,pendispersi,dan pengemulsi. Hal ini disebabkan karena pembasahan ,
pelepasan kotoran ,pendispersian dan pengelmusian adalah proses –proses yang penting
sekali dalam pertekstilan.dari golongan –golongan zat ini ada golongan yang hanya memiliki
salah satu sifat tersebut diatas , ada 2 sifat tetapi ada pula yang memiliki ketiga tersebut diatas
, akan tetapi bagaimanapun sifatnya yang bermacam-macam itu semua zat zat tersebut
memiliki satu sifat yang sama,yaitu mereka mempunyai kecenderungan untuk berpusat antar
muka dan mempunyai kemampuan menurunkan tegangan permukaan.
6.1. Jenis Zat Pembasah
Zat aktif anion, zat aktif anion adalah zat yang terionisasi dalam larutan dengan
rantai panjang yang membawa muatan negatif, artinya terionisasi pada gugus
anionnya.
Zat aktif kation,zat aktif kation adalah zat yang terionisasi dalam larutan dengan
rantai pajang yang membawa muatan positif, artinya terionisasi gugus kationnya.
zat aktif nonionik, zat aktif nonion adalah zat yang tidak terionisasi dalam larutan
karena tidak memiliki gugus ionisasi baik pada anion atau kationnya.
Zat amfoter atau amfolitik , zat ampoter adalah zat yang terionisasi dalam larutan
dengan rantai panjang yang membawa muatan negative maupun positif
bergantung pada suasana pH larutan.
6.2. Teori Pembasahan
Pembasahan ialah penutupan suatu permukaan zat padat (serat) dan bagian bagian
kotoran dengan cairan atau juga pemasukan cairan (air atau larutan zat pembantu) ke
dalam ruangan ruangan kapiler antar misel dan sub-mikroskopik.
Jika setetes cairan di atas suatu bidang rata , maka bentuk tetesan itu tidak
berupa bola , melainkan berbentuk seperti, tergantung kepada gaya–gaya yang
bekerja. Cairan tersebut membentuk bidang permukaan dengan udara dan bidang
permukaan (bidang atas) dengan zat padat.
Agar terjadi pembasahan sempurna, maka sudut kontak harus mempunyai nilai
nol ,maka harus dipenuhi nilai τsv – τsl = τlv atau Cos θ = 1. Suatu molekul dalam
rongga cairan akan mengalami tarik menarik dan tolak menolak ke segala arah , tetapi
suatu molekul pada antar muka tidak sama tarik menariknya kesegala arah, sehingga
molekul akan mengalami gaya tarik total ke dalam dan terjadi tegangan permukaan
atau tegangan antar muka. Jadi tegangan permukaan adalah energi yang di perlukan
untuk memperbesar luas permukaan atau antar muka sebesar 1cm2 dan dinyatakan
dalam dyne/cm.
Adanya penambahan larutan zat aktif permukaan yang berpusat pada antar
muka air dan serat dapat menurunkan tegangan antar muka karena adanya gaya adhesi
yang besar antara molekul zat aktif permukaan dengan molekul air melawan gaya
kohesi air sehingga memudahkan molekul air untuk masuk ke dalam serat dan
terjadilah proses pembasahan pada serat.
7. Asam Asetat
Asam asetat merupakan asam yang tergolong asam karboksilat berbasa satu
(Monobasic Carboxylic Acid) ciri asam karboksilat berbasa satu di tandai dengan adanya satu
gugus COOH.Asan asetat anggota ke 2 dari kelompok asam karboksilat. Pembuatannya bisa
dari natrium metanoat yang merupakan reaksi dari natrium hidroksida dan karbon monoksida.
Stuktur kimia
Stuktur kimia asam asetat merupakan stuktur paling sederhana dari kelompok asam
karboksilat setelah asam formiat yaitu CH3COOH.
Sifat kimia
Seperti halnya asam karboksilat , asam tereftalat dapat bereaksi membentuk garam , ester
dan amida. Asam asetat terurai oleh asam sulfat panas menjadi karbondioksida dan
hydrogen pada suhu 100oC.Nilai konstanta disosiasi (k) asam asetat sebesar 1,8 x 10-5
dan sifatnya korosif.
Sifat fisika
Asam asetat merupakan cairan bening yang mudah terbakar. Titik beku asam asetat
16,7oC sedangkan titik didihnya 118,2oC.
7.1. Mekanisme Kerja Asam asetat terhadap Zat Warna Disperse
Menurut Ansell m.f di tinjau dari stuktur kimianya zat warna disperse memiliki kutub
yang bermuatan positif dan negative tergantung gugusnya. Sedangkan serat polyester
terdiri dari kutub kutub yang bermuatan negatif juga , kondisi ini mengakibatkan
zat warna sukar masuk ke dalam serat polyester.
Penambahan asam asetat dapat meningkatkan ketuaan warna karena ion H+ dari asam
asetat membentuk ikatan hydrogen dengan perubahan muatan pada kutub –kutub zat
warna menjadi kutub kutub positif maka zat warna disperse terserap kedalam serat
polyester.
7.2. Pengaruh pH terhadap pencelupan polyester
Proses pencelupan dengan zat warna disperse dilakukan dalam suasana asam tetapi
kadang kadang pH larutan pencelupan bervariasi sebab air yang digunakan untuk
pencelupan masih mengandung logam logam , zat pembantu and adanya sisa alkali
dalam kain akibat proses pencucian yang tidak bersih setelah kain diproses dalam
suasana alkali, hal ini tentu akan berpengaruh terhadap perubahan warna hasil
pencelupan. Selain kondisi larutan alkali akan merusak serat polieter, juga akan
menghidrolisa zat warna dispersi. Hidrolisa umumnya terjadi pada zat warna disperse
jenis tertentu dimana zat warna tersebut tidak tahan pada rentang pH yang tidak sesuai
dengn stabilitasnya semakin tinggi pH yng digunakn ,maka kemungkinan zat warna
terhidrolisa semakin besar . Banyak zat warna disperse yang digunakan dapat
mengalami hidrolisa pada pH 6 atau diatasnya , terutama pada temperature tinggi dan
mengakibatkan penurunan hasil pewarnaan .Reaksi hidrolisa zat warna disperse yang
azo adalah sebagai berikut :
8. Reduction Clearing (Pencucian Reduksi)
Proses pencucian reduksi dimaksudkan untuk membersihkan dan menghilangkan sisa
zat warna dispersi yang tidak terfiksasi dan masih menempel pada permukaan serat dengan
demikian sifat tahan lunturnya jadi lebih baik bahan di kerjakan dalam suasana alkali pada
suhu 70oC selama 10 menit. Karena poliester bersifat hidrofob sehingga reaksi reduksi hanya
terjadi pada permukaan serat dan tidak akan mereduksi zat warna yang sudah terserap ke
dalam bahan. Alkali akan menghidrolisa permukaan serat dan mengatur pH pada penguraian
reduktor ,sedangkan reduktor berfungsi untuk mereduksi zat warna dispersi dalam air supaya
menjadi larut. Reaksi yang terjadi :
2NaOH + Na2S2O4 +2H2O 2 Na2SO4 + 6Hn
Hal penting yang terjadi pada pencucian reduksi adalah peristiwa pemindahan dan reduksi,
sebagai berikut :
Efek reduksi
Setiap zat warna disperse hanya terdispersi dalam larutan celupnya, untuk
menghilangkan sisa zat warna di permukaan maka harus di lakukan reducting clearing
untuk melarutkan zat warna tersebut. Apabila zat warna tersebut masih terdispersi
dalam air walaupin sudah di pindahkan dari permukaan seratnya zat warna tersebut
masih memiliki afinitas terhadap poliester yang memungkinkan zat warna tersebut
sudah tidak mempunyai afinitas lagi terhadap serat poliester sehingga tidak ada
kemungkinan zat warna dispersi menempel kembali pada serat poliestyer.
Efek Pemindahan
Zat warna dispersi yang tidak terserap dan yang terserap sebagian , hanya bisa
dipindahkan atau disingkirkan dalam suasana alkali . Setelah proses pemindahan , zat
warna tersebut harus segera di larutkan dalam air. Sebelum melakukan proses
reduction clearing, proses pendinginan harus terjadi maksimal. Apabila proses
pendinginan terlalu sebentar maka kain akan mudah kusut.
III. PERCOBAAN
1. Alat dan Bahan
2. Resep Percobaan
Resep Pencelupan
NO RESEP 1 2 3 4 5 6
1 Zat warna (g/l) 10 g
2 Anti migrasi (g/l) 20 g/l
3 Wetting agent 5 g/l
4 pH (4-5) asam asetat 30% 2 cc/l
5 WPU 70 %
6 Drying 100 0C , 1 menit
7Thermosol oC
Waktu (detik)
180
60
190
60
200
60
180
120
190
120
200
120
Resep Reduction Cleaning
Na2S2O4 : 2 g/l
NaOH 38oBe : 1 cc/l
Suhu : 70 oC
Waktu : 10 menit
Vlot : 1 : 20
Resep Pencucian
Na2CO3 : 2 g/l
Teefol : 0,5 g/l
Waktu : 10 menit
Suhu : 70 o C
Alat :
Gelas ukur 100 ml
Gelas piala 100 ml
Pipet volume 10 ml
Timbangan
Termometer 110 0 C
Burner
Kaki tiga
Kasa asbes
Mesin pencelupan
Bahan :
Kain polyester
Zat warna Disperse Dispersol Yellow &
Ddispersol Blue
Zat pendispersi (sulfont YK-DB)
Asam asetat 30 %
Na2SO4
NaOH
Zat pembasah
Na2CO3
PaddingWPU 50 %
Pre drying100 0C 1”
Pembuatan larutan celup dan persiapan bahan
Vlot : 1 : 20
3. Fungsi Zat
- Zat warna dispersi :
Memberi warna pada bahan
- Zat pendispersi :
Mendispersikan/menyebarkan zat warna dalam larutan celup secara merata.
- Asam asetat :
Memberikan suasana asam (pH 4-5) pada larutan celup.
- Natrium hidrosulfit dan NaOH :
Untuk menghilangkan zat warna yang menempel pada permukaan serat dan
sehingga didapat tahan gosok dan sublimasi yang baik
- Zat Anti Migrasi
menjaga agar zat warna tidak bermigrasi pada permukaan serat
4. Cara Kerja
a. Alat-alat yang akan dipakai dibersihkan, berat bahan dan zat-zat yang akan
digunakan ditimbang
b. Kedalam gelas porselen, masukan zat warna, pendispersi, air, zat pendispersi,
zat anti migrasi masukan bahan lalu diaduk sempurna.
c. Setelah itu masukan zat anti migrasi ke dalam larutan celup
d. Untuk memudahkan pewarnaan, larutan dipindahkan ke dalam loyang persegi
panjang selebar kain.
e. Setelah itu dilakukan padding pada kain dengan settingan WPU 70%
f. Kemudian kain dilakukan penngeringan pendahuluan 100OC di mesin stenter
g. Setelah itu di thermosol sesuai variasi suhu dan waktu yang telah ditentukan
h. Lalu kain dicuci R/C
i. Seletah itu kain dicuci sabun, lalu cuci biasa dan dikeringkan dengan disetrika
atau di stenter
5. Diagram Alir Percobaan
Pengeringan Pendahuluan
Pengeringan 1000C, 1 menit
Termofikasi 180-2100C
Pengeringan
6. Skema Proses
IV. DATA PERCOBAAN
Waktu 1 menit Waktu 2 menitSuhu 180O 1A 2ASuhu 190O 2B 2CSuhu 200O 3C 3C
Keterangan:Grade Ketuaan warna Grade Kerataan Pewarnaan1 : Tua2 : Cukup Tua3 : Muda
A : BaikB : CukupC : Kurang
1 Menit 2 Menit0
1
2
3
4
5
6
Grafik Grade Hasil
Suhu 180Suhu 190Suhu 200
Grad
e N
ilai
V. DISKUSI Analisa Ketuaan Pewarnaan
Pada perbandingan waktu pencelupan 1 menit dapat diamati bahwa nilai ketuaan warna yang paling tinggi pada suhu 180OC. Ketuaan pewarnaan dalam pencelupan ini berarti kecenderungan warna hijau yang mengarah ke biru karena memang pewarnaannya adalah campuran zat warna dispersi warna biru dan kuning. Pada suhu pencelupan yang lebih tinggi justru warna kuning yang menjadi semakin dominan (warna pencelupan muda). Perbedaan afinitas pewarnaan ini dapat dijelaskan dengan mengidentifikasi zat warna dispersi yang digunakan kemungkinan besar besaran molekul zat warna yang dicampurkan tidak sama. Zat warna dispersi warna biru lebih kecil struktur molekulnya daripada zat warna dispersi kuning sehingga ketika semakin tinggi suhu thermosol (suhu fiksasi zat warna) maka struktur molekul zat warna yang paling besar yang akan lebih banyak terfiksasi (zat warna dispersi kuning), begitupun sebaliknya struktur zat warna yang kecil akan lebih optimasl fiksasinya pada suhu yang tidak terlalu tinggi dan akan cenderung turun afinitas terhadap seratnya jika suhu semakin dinaikan. Sehingga perbedaan pewarnaan yang terjadi setiap kenaikan suhu thermofiksasi disebabkan oleh kperbedaan besarnya struktur zat warna yang dicampurkan pada proses percobaan.
Analisa Kerataan PewarnaanKerataan pewarnaan dari hasil percobaan berbanding terbalik dengan setiap kenaikan suhu (pada waktu 1 menit). Kerataan pewarnaan pada proses thermosol in dapat dipengaruhi oleh 1. Kelarutan zat warna dalam larutan pencelupan tidak sempurna terutama dalam percobaan digunakan campuran dua jenis zat warna, 2. Proses padding yang tidak merata artinya kain terlipat atau sebaran tekanan pada sepanjang permukaan roll tidak sama, dan 3. Kurangnya konsentrasi zat anti migrasi yang ditambahkan. Metode thermosol menggunakan udara panas yang dihembuskan oleh mesin stenter sehingga dimungkinkan zat warna bermigrasi pada saat suhu fiksasi akibat adanya gaya dari udara yang dihembuskan sehingga pewarnaan menjadi belang. Dengan ditambahkan zat wanti migrasi akan menahan pergrakan zat warna akibat hembusan hawa panas dari mesih sehingga tetap
menempel pad permukaan kain, untuk itu tidak sesuainya penambahan zat anti migrasi akan sangan berpengaruh pada kerataan melihat bahwa semakin tinggi suhu proses maka hembusan hawa panas akan semakin besar sehingga lebih beresiko besar terjadi belang.
VI. KESIMPULANBerdasrkan analisa data percobaan pencelupan poliester yang terbaik campuran Zat warna Disperse Dispersol Yellow & Ddispersol Blue adalah pada metode thermosol dengan waktu 1 menit pada suhu 180OC
DAFTAR PUSTAKA1. Ir. Rasjid Djufri, M. Sc; G.A. Kasoenarno, Bk. Teks; Astini Salihima, S. Teks; Arifin
Lubis, S.Teks, “Teknologi pengelantangan, Pencelupan dan Pencapan“, Institut
Teknologi Tekstil, 1976, Bandung.
2. Astini Salihima, S.Teks; Hendrodyantopo, S.Teks; Soenaryo, S.Teks; Ir. Rasjid Djufri,
M.Sc, “ Pedoman Praktikum Pengelantngan dan Pencelupan“ , Institut Teknologi
Tekstil, 1978, Bandung.
3. P. Soeprijono S.Teks, Poerwanti S.Teks, Widayat S.Teks, Jumaeri S.Teks Serat-
Serat Tekstil “,Institut Teknologi Tekstil, 1973, Bandung.
Top Related