Tahan Kusut Fix.docx

I.

MAKSUD DAN TUJUAN 1.1 Maksud Mampu melakukan penyempurnaan tahan kusut terhadap kain kapas, poliester dan campuran poliester-kapas. 1.2 Tujuan Mengetahui pengaruh resin anti kusut (Self Cross Linking) paling baik terhadap ketahanan kusut, kekakuan dan kekuatan kain kapas, poliester dan campuran poliester-kapas dengan pencucian dan tanpa pencucian.

II. DASAR TEORI 2.1 Serat Kapas Serat kapas merupakan salah satu serat yang berasal dari tanaman dengan kandungan utama selulosa. Tanaman ini tumbuh dengan baik didaerah lembab dan banyak disinari oleh matahari. Sifat dan kualitas kapas tergantung pada tempat tumbuh dan berkembang. Walaupun saat ini telah banyak serat regenerasi selulosa maupun serat buatan yang memiliki sifat merip dengan selulosa telah banyak diproduksi, kapas tetap memegang peranan penting dalam perindustrian tekstil ± 51%. Tabel 1. Komposisi Serat Kapas Komposisi Selulosa Pektin Lilin Protein Abu Senyawa Organik

% pada serat 88 - 96 0,7 - 1.2 0,4 - 1,0 1,1 - 1,9 0,7 - 1,6 0,5 - 1,0

% pada dinding primer 52 12 7,0 12 3 14

Gambar 1. Penampang Membujur dan Melintang Serat Kapas Sifat kimia serat kapas  Terhidrolisis dalam asam kuat  Oksidator berlebih menghasilkan oksiselulosa  Menggembung dalam larutan alkali Sifat fisika serat kapas  Warna kapas tidak benar-benar putih, agak sedikit cream 

Kekuatan 3 gram/denier, akan meningkat 10% ketika basah



Mulur berkisar antara 4-13% bergantung pada jenisnya dengan mulur rata-rata 7%



MR 7-8,5%



Mudah kusut, untuk mengatasi kekusutan biasanya dicampur dengan serat poliester

Gambar 2. Struktur Selulosa Serat Kapas Struktur selulosa merupakan rantai dari glukosa yang panjang dan membentuk cincin yang dihubungkan oleh atom-atom oksigen. Pada ujung rantai yang mengandung aldehida yang mempunyai gugus pereduksi, sedangkan pada rantai bagian tengah mempunyai gugus hidroksil. Bila rantai tersebut dipecah menjadi dua atau lebih dengan suatu proses kimia maka ujung-ujung rantai akan terhapus membentuk gugusan aldehida atau karboksilat. 2.2 Serat Poliester Serat poliester adalah serat sintetik yang umunya terbentuk dari reaksi antara etilena glikol dan asam tereftalat. Poliester merupakan polimer yang diperoleh dari reaksi senyawa asam dan alkohol. Serat ini merupakan serat yang popular diantara serat lainnya karena mudah perawatannya (ease of care), bersifat cuci-pakai (wash and wear), tahan kusut, mempunyai kekuatan yang baik, elastis, awet, ketahanan terhadap zat-zat kimia, mikrobiologi, tahan panas yang baik dan lain-lain. Keuntungan yang dimiliki pada serat poliester sukar dikotori oleh kotoran yang larut dalam air dan juga cepat kering. Serat poliester mempunyai kekurangan yaitu sifatnya sangat hidrofob dengan kandungan air (moisture regain) kurang lebih 0,4%, sifatnya keras dan kaku sehingga perlu dilakukan proses penyempurnaan untuk memperoleh sifat yang lebih baik serta meningkatkan kenyamanan dalam pemakaian, sukar dicelup dan mudah menimbulkan listrik statik. Poliester lebih mudah menimbulkan listrik statik dibandingkan dengan serat-serat lain

yang bersifat peka terhadap panas. Listrik statis tersebut bersifat mudah menarik bulu halus pada permukaan pakaian, sehingga kain yang berwarna tua, sukar untuk lebih rapi atau bersih. Kain-kain poliester yang baru masih sering mengandung zat anti statik, tetapi zat tersebut dapat hilang saat pencucian. Kekuatan poliester dalam keadaan basah hampir sama dengan keadaan saat kering. Kekuatan polyester tinggi disebabkan oleh proses peregangan dingin

pada

waktu

pemintalannya

akan

menyebabkan

terjadinya

pengkristalan molekul dengan baik, sehingga berat molekunya akan tinggi. Poliester memiliki sifat yang khas, yaitu dalam pengerjaan dengan larutan kaustik soda bagian permukaannya akan larut/terkikis, sehingga diperoleh kain, benang atau serat yang lebih tipis dengan tidak mengubah serat secara hebat. Pengerjaan ini membuat kain polyester mempunyai sifat pegangan seperti sutera. Pada umumnya kehilangan berat sebesar 5% dianggap cukup baik. Serat polyester pada umumnya tahan terhadap asam maupun basa yang lemah, tetapi kurang tahan terhadap basa kuat dan dapat dikelantang dengan zat pengelantangan kapas.

Gambar 2. penampang membujur dan melintang serat poliester Sumber : Arena Tekstil Volume 22 No.1-Februari 2007:1-46 Tabel 2. Sifat Fisika Serat Poliester

Sumber : Arena Tekstil Volume 22 No.1-Februari 2007:1-46

2.3 Penyempurnaan Tahan Kusut Penyempurnaan tahan kusut merupakan salah satu bentuk aplikasi penyempurnaan resin yang ditujukan untuk memperbaiki sifat ketahanan kusut kain-kain selulosa seperti kapas dan rayon yang diketahui memang mudah kusut dalam pemakaian dan berakibat mengurangi nilai estetikanya. Kain-kain tersebut dipilih terutama karena kenyamanannya, namun demikian pada saat yang sama orang juga menginginkan agar perawatannya lebih mudah seperti halnya pada kain-kain yang terbuat dari serat-serat sintetik semisal poliester. 2.3.1 Aplikasi Resin pada Proses Penyempurnaan Tahan Kusut Resin-resin untuk penyempurnaan tahan kusut tidak digunakan dalam bentuk polimernya, melainkan dalam bentuk prakondensat, yaitu hasil reaksi polimerisasi kondensasi setengah jalan antara monomermonomer penyusun resin, yang memiliki ukuran cukup kecil untuk berpenetrasi ke dalam serat melalui pori-pori, yaitu bagian amorf. Pada saat pemanasawetan prakondensat dari jenis reaktan akan bereaksi membentuk ikatan silang dengan rantai molekul serat dan menjadi bagian dari polimer serat, sedangkan prakondensat dari jenis selfcrosslinking membentuk polimer tiga dimensi yang mengisi ruang antar

rantai molekul pada bagian amorf dan mencegah pergeseran relatif rantai molekul dengan cara menutup ruang geraknya (blocking) 2.3.2 Proses Penyempurnaan Resin Proses penyempurnaan resin secara umum meliputi proses-proses persiapan kain, persiapan larutan resin, rendam peras, pengeringan, pemanasawetan, dan pencucian. Berbagai variasi dari proses pokok dapat dilakukan misalnya dengan menambahkan zat pelemas ke dalam larutan resin untuk mendapatkan kain yang tidak kaku.  Persiapan Kain Daya serap kain yang merata sangat berpengaruh pada hasil penyempurnaan resin. Untuk itu kain yang akan diproses penyempurnaan resin, perlu dikerjakan lebih dulu dengan pengerjaan-pengerjaan persiapan penyempurnaan meliputi: pembakaran bulu, penghilangan kanji, pemasakan, pemutihan, merserisasi atau kaustisasi, pencucian dan pengeringan. Selain itu, zat-zat yang ditambahkan pada proses sebelum finishing (proses persiapan penyempurnaan dan pencelupan) harus sudah dihilangkan dengan tujuan supaya terjadi efisiensi penggunaan resin.  Larutan penyempurnaan Kain Larutan penyempurnaan resin pada umumnya terdiri atas tiga komponen sebagai berikut: a) Prakondensat Saat ini banyak prakondensat yang telah diproduksi oleh pabrikpabrik kimia dengan berbagai nama dagang misalnya turunan dari urea, etilena urea, triazon, dan hidroksietilena urea. Resin untuk penyempurnaan tesktil dapat digolongkan ke dalam dua kelompok sebagai berikut : 1) Resin self crosslinking misalnya dimetilol urea (DMU), cenderung berpolimerisasi sendiri dan mengisi ruang-ruang antar molekul selulosa dengan resin yang sangat kompleks tapi hanya sedikit membentuk ikatan silang. 2) Reaktan, misalnya dimetiloletilena urea (DMEU), dimetilol dihidroksietilena urea (DMDHEU), cenderung membentuk polimer pendek tapi banyak berikatan silang dengan molekul selulosa.

Senyawa-senyawa tersebut umumnya memiliki dua gugus hidroksil sehingga bersifat bifungsional yang dapat membentuk ikatan

silang

dengan

selulosa.

Kelompok

self-crosslinking

cenderung berpolimerisasi sendiri dan mengisi ruang-ruang antar molekul selulosa dengan resin yang sangat kompleks, tetapi hanya sedikit membentuk ikatan silang. Reaksi

pembentukkan ikatan

silang resin DMDHEU dengan selulosa: Ikatan silang membentuk:  Pembentukkan jembatan metilen: HOHC CHOH HOHC CHOH Sel

O C N N H2

C H2

O

N N C O H2

Sel

O

 Pembentukkan jembatan eter: HOHC CHOH Sel

HOHC CHOH

O C N N C O C N N C O H2 H2 H2 H2 O

Sel

O

b) Katalis Zat terpenting dalam penyempurnaan resin adalah katalis, yaitu suatu senyawa yang mempercepat reaksi kimia, dalam hal ini reaksi polimerisasi dan pembentukan ikatan silang pada saat pemanasawetan. Pemilihan dan pemakaiannya ditentukan oleh beberapa faktor berikut: 1) Jenis dan kereaktifan resin (atau pengikat silang) 2) Jenis serat Walaupun prakondensat resin akan berpolimer membentuk senyawa resin kompleks dengan pemanasan pada umumnya lebih menguntungkan menambahkan katalis untuk mempercepat reaksi dan hingga batas tertentu mengendalikan reaksinya. Katalis yang ditambahkan umumnya asam atau bahan yang dapat melepaskan asam pada kondisi pemanasawetan. Selain mampu mempercepat pembentukan resin, katalis harus memenuhi persyaratan seperti tidak menurunkan stabilitas larutan prakondensat yang ditandai pembentukan endapan. Katalis juga tidak

mempercepat polimerisasi prakondensat dalam larutan sehingga partikelnya menjadi terlalu besar untuk dapat masuk kedalam serat. Larutan prakondensat akan lebih stabil bila katallis yang digunakan tidak dalam bentuk asam bebas melainkan sebagai garam dari basa lemah dan asam kuat yang dapat terdisosiasi pada kondisi yang sesuai dan berfungsi sebagai asam. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan katalis yaitu : jenis dan kereaktifan resin, jenis serat, kondisi pemanasawetan, sifat yang diinginkan pada kain, dan pengaruhnya terhadap derajat putih atau warna bahan. c) Pemanasawetan (curing) Proses pemanasawetan merupakan proses yang paling banyak dipakai karena alasan ekonomi. Prosesnya meliputi rendam peras– pengeringan-pemanasawetan(pad-dry-cure). Teknik ini menghasilkan ketahanan kusut basah dan kering yang sangat baik walaupun penurunan kekuatan dan ketahanan gosok mencapai 30-50% untuk serat selulosa. Proses pemansawetan dilakukan pada suhu 160oC. Kecepatan kain (waktu pengerjaan) ditentukan oleh jenis resin dan katalis, jenis serat, dan konstruksi kain.

III. PERCOBAAN 3.1 Alat  Gelas beker 500 ml  Pengaduk kayu  Gelas ukur 100 ml  Neraca analitik  Pipet ukur 1 ml  Nampan plastik  Mesin stenter  Mesin padder

 Stiffnes tester  Crease Recovery Tester  Dinamo meter 3.2 Bahan

 Resin (Self Cross Linking)  Katalis  Sabun Netral  Kain kapas  Kain poliester  Kain T/C  Air 3.3 Fungsi Zat  Resin (SCL) berfungsi memberikan lapisan film pada permukaan kain dengan berpolimerisasi antar resin  Katalis berfungsi untuk mempercepat reaksi dan membantu polimerisasi resin  Sabun netral digunakan untuk proses pencucian guna menghilangkan sisa resin yang tidak berpolimerisasi  Natrium karbonat membantu proses penyabunan/pencucian 3.4 Diagram Alir Padding Drying Curing Pencucian

Drying Evaluasi  Ketahanan Kusut  Kekakuan  Kekuatan Tarik 3.5 Skema Proses

3.6 Resep 3.6.1 Resep Penyempurnaan  Resin (SCL) : 80 g/L  Katalis

:12% dari resin

 WPU

: 70%

 Drying

: 100°C 2 menit

 Curing

: 170°C 2 menit

3.6.2 Resep Pencucian  Sabun Netral

: 1 /L

 Na2CO3

: 1 ml/L

 Suhu

: 70°C

 Waktu

: 10 menit

IV. HASIL PERCOBAAN 4.1 Ketahanan Kusut Kain

T/C

Tanpa cuci

155 °

152 °

135 °

145 °

110 °

105 °

Cuci

152 °

145 °

110 °

125 °

105 °

105 °

4.2 Kekakuan 4.2.1 Gramasi

Poliester

Katun

Kain

Tanpa cuci

T/C

Berat = 0,31 g Gramasi =

Dengan cuci 100 x 100 5x5

Berat = 0,29 g 100 x 100 Gramasi = 5 x5

0,29

0,31 = 116 g/m2 2

= 124 g/m Berat = 0,30 g 100 x 100 Gramasi = 5 x5 0,30

C

Berat = 0,30 g 100 x 100 Gramasi = 5 x5

0,30

= 120 g/m2 2

= 120 g/m Berat = 0,37 g 100 x 100 Gramasi = 5 x5 0,37

P

Berat = 0,36 g 100 x 100 Gramasi = 5 x5

0,36

= 144 g/m2 2

= 148 g/m

4.2.2 Panjang Lengkung  Tanpa pencucian Sisi Kain

Jumlah

Ratarata

3,65

14,55

3,64

4

3,75

15,15

4,7

2,7

2,75

10,6

2,65

1

2

3

4

4

3,4

3,5

Poliester 3,6

3,8

Katun

2,4

T/C

2,75

 Dengan pencucian Sisi Kain

Jumlah

Ratarata

1

2

3

4

T/C

2,9

2,7

2,65

2,6

10,85

3,36

Poliester

2,7

2,8

2,7

2,8

11

3,45

Katun

2,5

2,6

2,5

2,55

10,15

2,54

Kekakuan Kain 0,1 x gramasi x (rata-rata panjang lengkung)3

Kain

Tanpa cuci

Dengan cuci

T/C

0,1 x 124 x (3,64) 3 = 12,4 x 48,228 = 598 mgcm

0,1 x 116 x (3,36) 3 = 11,6 x 37,9 = 439,6 mgcm

3

3

4.3 C

0,1 x 120 x (2,65) = 12 x 18,61 = 223 mgcm

P

0,1 x 148 x (4,7) 3 = 14,8 x 103 = 1536 mgcm

0,1 x 120 x (2,54) = 12 x 16,39 = 197 mgcm

0,1 x 144 x (3,45) 3 = 14,4 x 41,1 = 592 mgcm

Kekuatan Tarik T/C Kain Tanpa pencucian Dengan pencucian

Poliester

Kapas

M

B (Kg)

M

B (Kg)

M

B (Kg)

3,1

33

4,2

32

2,6

26

3,7

29

4,4

28

2,8

22

Mulur Kain

T/C

Poliester

Katun

Tanpa cuci

3,1 x 100 % 7,5 = 41,3 %

4,2 x 100 % 7,5 = 56 %

2,6 x 100 % 7,5 = 34,7 %

Dengan pencucian

3,7 x 100 % 7,5 = 49 %

4,4 x 100 % 7,5 = 58,7 %

2,8 x 100 % 7,5 = 37,3 %

V. PEMBAHASAN Pada percobaan ini dilakukan penyempurnaan tahan kusut menggunakan resin (self cross linking) dengan variasi jenis serat yakni kapas, poliester dan campuran poliester-kapas untuk mengetahui ketahanan kusut, kekakuan dan kekuatan tarik yang paling baik. Hal ini dilakukan agar diperoleh kondisi terbaik dalam penggunaan serat dan jenis resin untuk penyempurnaan tahan kusut dengan proses pencucian ataupun tanpa pencucian. Resin self cross linking (SCL) merupakan jenis resin yang hanya melapisi bagian permukaan serat saja sebab resin cenderung berpolimerisasi dengan sesama resin saja tidak dengan serat. Resin SCL akan membuat ikatan 3 dimensi dengan molekulnya sendiri dan mengisi ruang-ruang kosong pada serat yang menyebabkan serat lebih kaku dan mencegah serat untuk kusut atau menggeser ikatan hidrogen antar serat. Resin SCL dapat membentuk senyawa yang sangat kompleks dengan molekulnya sendiri dan membentuk polimer yang panjang sehingga dapat mengisi daerah amorf pada serat. Proses polimerisasi dibantu dengan katalis garam asam. Hal ini dikarenakan proses polimerisasi terjadi pada saat curing (pemanasawetan) yang terjadi dengan syarat suhu tinggi dan suasana asam. Garam asam ini hanya dapat melepaskan H + pada suhu tinggi. Pemakaian garam asam ini juga dilakukan agar tidak terjadi polimerisasi dini sehingga resin sulit masuk kedalam serat serta dapat menimbulkan kerusakan serat apabila yang diproses penyempurnaan adalah serat selulosa.

Proses penyempurnaan dilakukan dengan metode pad-dry-cure. Proses pad merupakan proses yang singkat sehingga untuk menempelkan larutan pada kain resin dipaksa masuk kedalam dengan menekannya melalui rol-rol mangel/padder. Pada penekanan ini diatur wet pick up/jumlah larutan yang dibawa oleh kain adalah 70%. Besarnya wet pick up ini tergantung dengan MR atau penyerapan serat. Setelah itu kain dikeringkan (dry) untuk menguapkan air sebab berpengaruh pada handling atau pegangan. Lalu proses cure agar terjadi polimerisasi.

ᵒ(derajat)

Ketahanan Kusut 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

T/C

PES

COTTON

Ketentuan dari sudut kusut (x): X > 135 baik 125 - 135 baik sekali 115 - 125 cukup X < 115 kurang Evaluasi pertama yang dilakukan adalah ketahan kusut terhadap kain kapas, T/C dan poliester yang diproses pencucian maupun tanpa pencucian. Grafik diatas diperolah dari pengujian rata-rata 2 sampel masing-masing kain uji. Dapat dilihat pada grafik diatas, ketahanan kusut paling baik dimiliki oleh kain campuran poliester-kapas yang diproses tanpa maupun dengan pencucian memiliki nilai sudut kekusutan lebih dari 135°. Serat poliester memiliki derajat kristalinitas yang tinggi sehingga ketika terlapisi dan bagian amorf serat kapas terisi resin SCL, serat memiliki ketahan kusut yang semakin bagus. Bagian amorf serat kapas terisi resin dengan berikatan tiga antar resin membuat ikatan hidrogen pada bagian serat tidak dapat bergerak kembali. Serat poliester memiliki ketahanan kusut yang lebih baik daripada kain kapas sebab derajat kristalinitasnya yang tinggi (molekulnya rapat) dan tidak memiliki gugus OH

seperti kapas yang mudah berikatan hidrogen dengan molekul lainnya sehingga lebih tahan terhadap kekusutan.

mgcm

Kekakuan Kain 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

T/C

PES

COTTON

Evaluasi juga dilakukan terhadap kekakuan kain. Kain yang diproses pencucian memiliki kekakuan yang lebih rendah dibandingkan yang diproses tanpa pencucian. Hal ini mungkin disebabkan sebagian resin tersabunkan saat pencucian. Dapat dilihat pada grafik diatas, kain poliester yang diproses tanpa pencucian memiliki kekakuan yang sangat tinggi. Meskipun resin bereaksi dengan serat kapas yang seharusnya juga menambah kekakuan kain, tetap kekakuannya tidak melebihi serat poliester. Hal ini mungkin disebabkan serat poliester memiliki derajat kristalinitasnya sangat tinggi sehingga struktur molekulnya lebih rapat membuat kainnya lebih kaku (langsainya kurang) serta dilapisi oleh resin SCL yang berpolimerisasi 3 dimensi pada permukaan serat.

Kekuatan Tarik 35 30 25

Kg

20 15 10 5 0

T/C

PES

COTTON

Berdasarkan grafik hasil evaluasi diatas, kekuatan tarik paling baik dimiliki oleh kain T/C tanpa proses pencucian. Hal ini dikarenakan resin SCL telah mengisi bagian amorf pada serat, serta kain poliester dengan derajat kristalinitas

yang sangat tinggi membuat strukturnya lebih rapat sehingga membantu serat dalam mengemban beban tarikan. Sedangkan serat kapas memiliki kekuatan tarik yang paling jelek. Hal ini mingkin disebabkan terjadi kerusakan serat akibat proses dilakukan pada suasana asam dan curing dengan suhu yang tinggi. VI. KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan, diperoleh kesimpulan bahwa resin Self Cross Linking (SCL) paling baik digunakan untuk penyempurnaan kain campuran poliester kapas yang diproses tanpa pencucian. VII.DAFTAR PUSTAKA Anonim. Diktat Teknologi Penyempurnaan. Institut Teknologi Tekstil : Bandung Seoprijono, P., Poerwanti, Widayat, & Jumaeri. 1974. Serat-serat Tekstil. Bandung: Institut Teknologi Tekstil Susyami, N.M., Mohamad Widodo dan Hardianto. Bahan Ajar Praktek Teknologi Penyempurnaan Kimia. Bandung : Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil. Susyami, N.M. 2017. Teknologi Penyempurnaan 1. Bandung : Politeknik STTT Bandung.

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNOLOGI PENYEMPURNAAN 1 Pengaruh Resin Tahan Kusut (Self Cross Linking) terhadap Ketahanan Kusut, Kekakuan dan Kekuatan Tarik Kain Kapas, Poliester dan Campuran poliesterkapas.

Oleh

:

Kelompok 1 Nama

: M. Wahyudi (16020005) Yessy Arya Saputri (16020013) Ririn Anjasni Surya Dewi (16020015) Monika Pebriani (16020023) Asri Indriyani(16020029)

Grup

: 2-K1

Dosen : Wulan S. S.ST., MT.

Asisten : Sukirman S.ST., MIL. Desti M., S.ST.

KIMIA TEKSTIL POLITEKNIK STTT BANDUNG 2018