Poliakrilat Basa-dispersi.docx

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNOLOGI PENCELUPAN 2 “PENCELUPAN POLIAKRILAT DENGAN ZAT WARNA BASA DAN DISPERSI”

Nama

: Wahyu Robi’ah N. (16020009) Ririn Anjasni S. D.

(16020015)

Hasna Azizatul A.

(16020027)

Fauziah Hally M. Grup /Kelompok : 3K1 / 1 Dosen

: Ika Natalia M., S.ST., MT.

Asisten

: Hj. Hanny H. K., S.Teks. Anna S.

POLITEKNIK STTT BANDUNG 2018

(16020028)

I.

JUDUL 1.1 Pencelupan poliakrilat dengan zat warna basa variasi pH 1.2 Pencelupan poliakrilat dengan zat warna dispersi variasi pH dan penggunaan pendispersi

II.

MAKSUD DAN TUJUAN 2.1. Mengetahui pengaruh variasi konsentrasi pH dalam pencelupan poliakrilat dengan zat warna basa 2.2. Mengetahui pengaruh variasi pH dan penggunaan zat pendispersi dalam pencelupan poliakrilat dengan zat warna dispersi

III. DASAR TEORI 3.1.Serat Poliakrilat Serat poliakrilat merupakan serat buatan yang terbentuk dari polimer sintetik yaitu vinil sianida. Serat ini sangat kuat, hidrofob dan sukar dicelup. Penelitian mengenai serat poliakrilat dimulai di Amerika pada tahun 1938 dan produk pertama yang dikomersialkan dengan nama dagang Orlon pada tahun 1950 oleh Du Pont. Kemudian Chemstrand Corporation memperkenalkan Acrilan pada tahun 1952, Dow Chemical mula mengkomersilkan produknya, Zefran pada tahun 1958, dan American Cyanamid memperkenalkan Creslan pada tahun 1959.

Karena serat sukar dicelup, kemudian serat polimer poliakrilat dimodifikasi berupa kopolimer dengan monomer lain yang mengandung gugus yang bersifat anionik seperti karboksil atau sulfonat. Dengan adanya gugus-gugus tersebut membuat serat poliakrilat yang sekarang ini dapat dicelup dengan zat warna basa yang bersifat kationik dalam larutan asam. Berat gugus-gugus anionik maksimum 15% dari berat serat.

Banyaknya gugus-gugus anionik pada serat dapat mempengaruhi kemampuan maksimum serat poliakrilat menyerap zat warna. Hal itu biasa dinyatakan dengan nilai faktor A dari serat atau Saturated Factor (SF). Semakin kecil nilai faktor A, maka banyaknya zat warna yang dapat diserap oleh serat semakin kecil, begitu juga sebaliknya. Nilai faktor A dari berbagai produsen serat poliakrilat disajikan pada tabel dibawah ini.

3.1.1 Sifat Kimia a. Ketahanan terhadap Zat Kimia Serat poliakrilat pada umumnya memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap asam-asam mineral dan pelarut, minyak, lemak dan garam netral. Serat poliakrilat tahan terhadap alkali lemah tetapi dalam larutan alkali kuat panas akan rusak dengan cepat. b. Ketahanan terhadap Panas Serat poliakrilat memiliki sifat tahan panas yang baik. Serat poliakrilat tahan pada pemanasan 150oC selama dua hari tanpa menunjukkan penurunan kekuatan tarik. Serat dapat mengalami perubahan warna menjadi kuning, coklat, dan hitam apabila pemanasan diteruskan. Setelah pemanasan 60 jam pada suhu 200oC, meskipun serat berwarna hitam, kekuatan tarik

lebih dari setengah kekuatan awal. Selain itu serat menjadi sangat stabil terhadap pemanasan lebih lanjut meskipun dibakar dalam Bunsen. Serat poliakrilat yang dipanaskan dalam keadaan kering tidak akan membuat membuat rantai-rantai molekul putus, namun pada kondisi tersebut dapat menyebabkan penyusunan kembali molekul-molekul menjadi senyawa lingkar, warna berubah, ikatan hydrogen lepas, dan timbul gugusgugus basa. Dari pembentukan molekul baru juga membuat serat tidak larut dalam pelarut-pelarut yang biasa digunakan untuk melarutkan serat poliakrilat. Reaksi pembentukan senyawa lingkar digambarkan dalam berikut:

3.1.2 Sifat Fisika Serat poliakrilat bersifat rua/bulky akibat dari sifat ketidakstabilan terhadap panas. Serat poliakrilat tidak dapat dilakukan set permanen seperti halnya poliester dan nilon. Hal ini bisa menjadi sebuah keuntungan ataupun kerugian. Ketidakstabilan terhadap panas dapat merugikan jika serat dilakukan suatu proses basah panas pada kain. Proses basah tersebut dapat menyebabkan mengkeret dan memberikan stabilitas dimensi kain jelek. Namun ketidakstabilan tersebut dapat bermanfaat dalam proses pembuatan benang rua (high bulk acrylic). Benang rua dapat dibentuk dengan menggabungkan dua serat poliakrilat yang memiliki mengkeret serat berbeda. Serat pertama biasanya dibuat stabil dengan penguapan (steam) sedangkan serat kedua tidak diproses penguapan sehingga serat kedua masih dapat mengkeret jika diproses dalam air panas. Kedua serat tersebut kemudian digabungkan menjadi satu benang. Pada saat benang di proses pada air mendidih seperti pada proses pencelupan, benang yang kedua akan mengalami mengkeret hebat dan menarik benang pertama. Hal itu dapat menyebabkan benang rua. Sifat fisika serat poliakrilat yang paling penting adalah berat jenis yang kecil yaitu 1.17 dan sifat rua. Pada kondisi standar, RH (Relative Humidity) 65% dan suhu ruangan 21oC, serat poliakrilat memiliki kekuatan tarik 4,2-

2,5 g/denier. Pada keadaan basah kekuatan tark serat poliakrilat sama dengan kondisi standar. Mulur dalam keadaan standar 20-55% sedangkan dalam keadaan basah 26-72%. Elastisitas serat dengan penarikan 5-10% adalah 40-58%. Struktur poliakrilat yang rapat menyebabkan serat ini bersifat hidrofob. MR (Moisture Regain) serat poliakrilat adalah 1,0-2,5%. Perbandingan sifat-sifat serat poliakrilat disajikan pada tabel dibawah ini.

Penampang melintang filamen berbentuk tulang anjing atau bulat bergantung

pada

produsen

pembuat

serat,

sedangkan

penampang

membujurnya sedikit bergaris. Gambar penampang melintang dan membujur filamen poliakrilat disajikan pada gambar dibawah ini.

Penampang Melintang dan Membujur Serat Poliakrilat. kiri Acrilan; Kanan: Orlon

3.2. Zat Warna Basa Zat warna basa dikenal juga sebagai zat warna Mauvin, terutama dipakai untuk mencelup serat protein seperti wol dan sutera. Zat warna ini tidak mempunyai afinitas

terhadap selulosa, akan tetapi dengan pengerjaan pendahuluan (mordanting) memakai asam tanin, dapat juga mencelup serat selulosa. Zat warna basa yang telah dimodifikasi sangat sesuai untuk mencelup serat poliakrilat dengan sifat ketahanan yang cukup baik. Nama dagang zat warna basa, adalah : • Azatrazon (Bayer) • Rhodamine (I.C.I) • Sandocryl (Sandoz) • Basacryl (BASF) • Cationic (Mitsui)

Zat warna basa termasuk golongan zat warna yang larut dalam air. Sifat utama dari zat warna basa adalah ketahanan sinarnya yang jelek. Ketahanan cuci pada umumnya juga kurang baik. Beberapa di antaranya mempunyai ketahanan cuci sedang. Warnanya sangat cerah dan intensitas warnanya sangat tinggi. Zat warna basa di dalam larutan celup akan terionisasi dan bagian yang berwarna bermuatan positif. Oleh karena itu zat warna basa disebut juga zat warna kationik.

3.2.1 Sifat Zat Warna Basa Sifat utama zat warna basa adalah mempunyai kecerahan dan intensitas warna yang tinggi. Zat warna basa segera larut dalam alkohol tetapi pada umumnya tidak larut dalam air sehingga sering kali terbentuk gumpalan. Demikian pula pada zat warna basa misalnya Anramine akan mengurai dengan pendidihan sehingga pemakaiannya hanya pada temperatur 60 – 65oC. Dan pada umumnya pada pendidihan yang lama akan terjadi penguraian sebagian yang menghasilkan penurunnan intensitas warna. Bila kedalam larutan zat warna basa ditambahkan alkali kuat maka akan terbentuk basa zat warna basa yang tidak berwarna. Tetapi dengan penambahan suatu asam akan terbentuk lagi bentuk garamnya yang berwarna. Basa tersebut akan larut dalam eter. Zat warna basa memiliki ketahanan sinar yang jelek dan ketahanan cuci yang kurang. Asam tanin akan memberikan senyawa yang tidak larut dalam air dengan zat warna basa terutama bila tidak ada asam mineral. Sifat tersebut berguna dalam pencelupan serat – serat sellulosa. Dengan istilah back tanning tetapi kerja iring tersebut berguna akan menyuramkan kilap zat warna basa.

Beberapa senyawa reduktor akan mengubah zat warna basa menjadi basanya yang tidak berwarna Basa tersebut teroksidasi menjadi bentuk semula. 3.2.2 Afinitas Zat Warna Basa Serat-serat selulosa tidak mempunyai afinitas terhadap zat warna basa. Apabila beberapa zat warna basa dapat mencelup serat–serat tersebut maka ketahanan cucinya akan rendah sekali. Tetapi serat-serat protein afinitas terhadap zat warna basa adalah besar karena terbentuk ikatan garam yang dapat digambar sebagai berikut : W-COO - + ( Kation-Zat warna ) +

W-COO (Kation -Zat warna)

Zat warna tersebut akan terserap pada tempat-tempat yang bermuatan negatif sehingga apabila tempat tersebut telah terisi maka penyerapan zat warna akan terhenti. Zat warna basa memiliki sifat-sifat sebagai berikut : •

Memiliki kecerahan warna yang tinggi.

•

Larut dalam alkohol tetapi tidak mudah larut dalam air.

•

Pendidihan yang lama dapat menurunkan intensitas warna.

•

Penambahan alkali kuat dalam larutan zat warna basa akan membentuk basa zat warna basa yang tidak berwarna. Bila ditambahkan asam, maka akan terbentuk lagi bentuk garamnya yang berwarna. Basa tersebut larut dalam eter.

•

Karena bersifat kationik, maka dapat diendapkan oleh zat warna direk dan zat warna asam terutama dalam larutan yang tidak encer.

•

Ketahanan sinar dan cucinya kurang karena itu perlu pengerjaan iring.

•

Beberapa reduktor dapat mengubah zat warna menjadi basanya yang tidak berwarna. Basa tersebut mudah teroksidasi menjadi bentuk semula. Misalnya pada zat warna Pararosaniline. H2 N C H2 N

+

N H2 Cl

-

H O

H2 N CH H2 N

berwarna

Struktur Molekul Pararosaniline.

tidak berwarna

NH2

Tetapi zat warna basa yang mempunyai ikatan azo proses reduksi tersebut akan membongkar ikatan azonya sehingga tidak mungkin kembali ke bentuk semula dengan proses oksidasi.

3.3.Zat Warna Dispersi Zat warna disperse adalah zat warna organik yang dibuat secara sintesis, memiliki sifat kelarutan yang kecil dalam air dan merupakan larutan disperse. Zat warna ini bersifat hidrofob sehingga dapat digunakan untuk mewarnai serat-serat hidrofob seperti serat poliamida, poliester dan poliakrilat. Zat warna dispers mempunyai berat molekul yang kecil dan tidak mengandung gugus pelarut. Dalam pemakaiannya memerlukan zat pembantu yang berfungsi untuk mendispersikan zat warna dan mendistribusikan secara merata di dalam larutan yang disebut zat pendispersi. Untuk pencelupan poliamida dengan zat warna disperse biasanya menggunakan golongan C (tipe SE) dan D (tipe S) pada suhu 130⁰C. Namun untuk poliamida yang elastisitasnya relatif tinggi dapat digunakan tipe B (tipe E) dengan suhu pencelupan 120⁰C.

3.4.Pencelupan Pencelupan adalah suatu proses pemberian warna pada bahan tekstil secara merata dan baik, sesuai dengan warna yang diinginkan. Sebelum pencelupan dilakukan maka harus dipilih zat warna yang sesuai dengan serat. 3.4.1 Tahap-tahap pencelupan  Migrasi Pada tahap ini, zat warna dilarutkan dan diusahakan agar larutan zat warna bergerak menempel pada bahan.Zat warna dalam larutan mempunyai muatan listrik sehingga dapat bergerak.Gerakan tersebut menimbulkan tekanan osmosis yang berusaha untuk mencapai keseimbangan konsentrasi, sehingga terjadi difusi dari bagian larutan dengan konsentrasi tinggi meuju konsentrasi rendah.Bagian dengan konsentrasi rendah terletak di permukaan serat, yaitu pada kapiler serat. Jadi zat warna akan bergerak mendekati permukaan serat.  Adsorpsi

Peristiwa absorpsi menyebabkan zat warna berkumpul pada permukaan serat. Daya adsorpsi akan terpusat pada permukaan serat, sehingga zat warna akan terserap menempel pada bahan.  Difusi Peristiwa ini terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi zat warna di permukaan serat dengan konsentrasi zat warna di dalam serat. Karena konsentrasi di permukaan lebih tinggi, maka zat warna akan terserap masuk ke dalam serat.  Fiksasi Fiksasi terjadi karena adanya ikatan antara molekul zat warna dengan serat, yaitu ikatan antara gugus ausokrom dengan serat.

3.4.2 Faktor-faktor yang mempengaruhi pencelupan  Pengaruh elektrolit Pada intinya penambahan elektrolit kedalam larutan celup adalah memperbesar penyerapan zat warna kedalam serat, meskipun beraneka zat warna akan mempunyai kesepakatan yang berbeda.  Pengaruh Suhu Pada umumnya peristiwa pencelupan adalah eksotermis. Maka dalam keadaan setimbang penyerapan zat warna pada suhu yang tinggi akan lebih sedikit bila dibandingkan penyerapan pada suhu yang rendah. Akan tetapi dalam praktek keadaan setimbang tersebut sukar dapat dicapai hingga pada umumnya dalam pencelupan memerlukan pemanasan untuk mempercepat reaksi.  Pengaruh perbandingan larutan Perbandingan larutan celup artinya perbandingan antara besarnya larutan terhadap berat bahan tekstil yang diproses. Dalam kurva isotherm dapat dilihat bahwa kenaikan konsentrasi zat warna dalam larutan akan menambah besarnya penyerapan. Maka untuk mencelup warna-warna tua diusahakan untuk memakai perbandingan larutan celup yang kecil, sehingga zat warna yang terbuang atau hilang hanya sedikit. Untuk mengurangi pemborosan dalam pemakian zat warna dapat mempergunakan larutan simpan bekas (standing bath) celupan. Dengan menambahkan zat warna baru pada larutan

bekas tadi maka dapat diperoleh larutan celup dengan konsentrasi seperti semula.  Pengaruh pH Penambahan asam mempunyai pengaruh menambah penyerapan pada pencelupan poliamida dengan zat warna asam.  Pengaruh bentuk dan usuur molekul zat warna Bentuk dan usuran suatu molekul zat warna mempunyai pengaruh yang penting terhadap sifat-sifat dalam pencelupan, misalnya : daya serap, molekul zat warna yan datar memberkan daya serap pada serat, tetapi setiap perubahan gugusan kimia yang merusak sifat datar molekul tersebut akan mengakibatkan daya serap zat warna berkurang; kecepatan celup, besar serta kelangsungan atau perubahan suatu zat warna akan mempengaruhi kecepatan celup, molekul zat warna yang memanjang mempunyai daya lebih baik untuk melewati poripori serat dari pada molekul yang melebar ; ketahanan, gugus pelarut yang sama jumlahnya, maka ketahanan cucinya sebagian besar ditentukan oleh berat molekul atau ukuran besar molekul zat warna tersebut, molekul yang besar akan mempunyai ketahanan cuci lebih baik

3.4.3 Syarat-syarat proses pencelupan Bahan, zat warna dan zat pembantu tekstil dapat dipegunakan pada pencelupan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:  Agar hasil celupan rata, bahan harus bersih dari zat pengotor yang mengganggu penyerapan zat warna. Untuk itu terhadap kain grey biasanya dilakukan proses persiapan penyempurnaan terlebih dahulu meliputi proses pembakaran bulu, penghilangan kanji, dan proses pemasakan, bahkan untuk proses pencelupan warna muda dilanjutkan dengan proses pengelantangan dan merserisasi agar warna hasil celupannya makin cerah.  Zat warna yang dipakai mempunyai warna dan tahan luntur warna yang sesuai dengan target.  Pemilihan zat pembantu, skema proses dan resep harus tepat sesuai dengan kondisi proses pencelupan dan sesuai dengan karakter mesin atau alat yang dipakai sehingga proses pencelupannya menjadi lebih sempurna.

 Secara keseluruhan, pada pelaksanaan proses pencelupan harus dapat memenuhi persyaratan aspek teknis, ekonomis dan lingkungan yang ditetapkan.

IV. ALAT DAN BAHAN 4.1 Alat -

Gelas kimia

-

Tabung celup

-

Gelas ukur

-

pH meter

-

Pengaduk

-

Mesin pencelupan HT-

-

Neraca

-

Pipet ukur

-

Panci

-

Ball filler

-

Kompor/pemanas

Dyeing

4.2 Bahan 4.2.1. Pencelupan Polikrilat dengan Zat Warna Basa -

Kain poliakrilat

-

Zat warna basa

-

Asam asetat 98%

-

Natrium karbonat

-

Air

-

Sabun

4.2.2. Pencelupan Polikrilat dengan Zat Warna Dispersi

V.

-

Kain poliakrilat

-

Zat warna dispersi

-

Asam asetat 98%

-

pendispersi

-

Air

-

Sabun

RESEP 5.1. Pencelupan Polikrilat dengan Zat Warna Basa Resep Pencelupan Zat warna basa

: 1% owf

Retarder

: 2 g/L

Asam asetat 98%

: pH 2-4-6

Na2CO3

: pH 8

Vlot

: 1:20

Suhu

: 100°C

Waktu

: 30 menit

Resep Pencucian Sabun

: 1 ml/L

Vlot

: 1:20

Suhu

: 60°C

Waktu

: 10 menit

5.2. Pencelupan Polikrilat dengan Zat Warna Dispersi Resep Pencelupan Zat warna dispersi

: 1% owf

Asam asetat 98%

: pH 3-5-7

Pendispersi

: 0,5 g/L & 1 g/L

Vlot

: 1:20

Suhu

: 100°C

Waktu

: 30 menit

Resep Pencucian Sabun

: 1 ml/L

Vlot

: 1:20

Suhu

: 60°C

Waktu

: 10 menit

VI. FUNGSI ZAT 6.1. Pencelupan Polikrilat dengan Zat Warna Basa • Zat warna basa berfungsi untuk memberikan warna pada serat poliakrilat dengan ikatan ionik. • Asam asetat 98% dan Natrium karbonat berfungsi untuk mendapatkan suasana asam maupun basa pada larutan pencelupan serta mengatur pH larutan pencelupan.

• Retarder kationik dan anionik berfungsi untuk menghambat masuknya zat warna basa pada benang poliakrilat sehingga hasil celup lebih rata. • Sabun untuk proses pencucian setelah proses pencelupan untuk menghilangkan zat warna basa yang hanya menempel di permukaan serat.

6.2. Pencelupan Polikrilat dengan Zat Warna Dispersi • Zat warna dispersi berfungsi memberi warna pada kain poliakrilat secara merata dan permanen • Asam asetat berfungsi untuk mendapatkan suasana asam agar tidak terjadi kerusakan serat dan zat warna selam proses pencelupan • Pendisperi berfungsi mendispersikan zat warna dispersi agar terdispersi monomolekuler dalam larutan celup • Sabun pada proses pencucian berfungsi untuk menghilangkan zat warna yang menempel di permukaan kain

VII. DIAGRAM ALIR

Persiapan pencelupan

Proses Pencelupan

Pencucian

Evaluasi Ketuaan dan Kerataan Warna

VIII. SKEMA PROSES 8.1. Pencelupan Poliakrilat dengan Zat Warna Basa 8.2. Pencelupan Poliakrilat dengan Zat Warna Dispersi IX. CARA KERJA a. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan b. Pilihlah jenis zat warna asam sesuai dengan resep yang dibuat c. Buatlah larutan induk zat warna dari 1 gram zat warna dengan 100 ml air d. Tambahkan bahan-bahan sesuai resep pada tabung rapid e. Masukkan kain poliakrilat f. Lakukan proses pencelupan menggunakan HT-dyeing g. Lakukan proses pencucian dengan menambahkan bahan sesuai resep pencucian

h. Keringkan kain i. Lakukan evaluasi pada hasil pencelupan

X.

PERHITUNGAN 10.1. Pencelupan Poliamida dengan Zat Warna Basa 10.2. Pencelupan Poliamida dengan Zat Warna Dispersi

XI. HASIL PENCELUPAN XII. DISKUSI XIII. KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

Gitopatmojo, I. (1978). Pengantar Kimia Zat Warna. ITT: Bandung. Jufri, R. (1978). Teknologi Pengelantangan, Pencelupan dan Pencapan. Bandung: ITT. M. Ichwan, A. (2013). BAHAN AJAR PRAKTIKUM PENCELUPAN II. Bandung: Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil. P. Corbman, B. e. (1983). Textiles Fiber to Fabric. New York: Bronx Community College City Univercity of New York.

Salihima, A. S. (1978). Pedoman Praktikum Pengelantangan dan Pencelupan. Bandung: Institut Teknologi Tekstil.