Oleh : Oriza Wiku Rahma G. Febriyano Danovan Sonia Dwi Puri Ginanjar Waluya
10.K40019 10.K40025 10.K40029 10.K40043
SERAT POLIAKRILAT Poliakrilat adalah polimer dari vinil sianida H – [CH [CH 2-CH]n – H CN Serat tersebut sangat kuat, sangat hidrofob dan sukar dicelup. Agar bisa bis a di celup cel up dimod di modifik ifikasi asi menj m enjadi adi kopoli ko polimer mer denga d engan n monomer lain yang mengandung gugus gugus anionik.
[CH2-CH]n [CH2 CH]m - [CH2-CH] CN COOCH3 CN –
–
PEMBUATAN SERAT POLIAKRILAT
•40
bagian berat amonium persulfat sebagai katalisator dan 80 bagian natrium bisulfit sebagai pengaktif dilarutkan dengan 94 bagian air suling pada suhu 400C, •Setelah
2 jam, 16 bagian campuran akrilonitril 90 persen dan 10 persen monomer etilenat ditambahkan perlahan-lahan sambil diaduk. •Polimer
poliakrilonitril yang dimodifikasi dengan monomer lain, mengendap dengan berat sekitar 60.000. polimer yang diendapkan disaring, dicuci, dikeringkan, dan dilarutkan kembali dalam pelarut untuk pemintalan yang sesuai misalnya dimetil formamida (konsentrasi larutan 10-20 persen). •Larutan
tersebut kemudian dipanaskan dan disemprotkan melalui sel pemintalan yang dipanaskan .
SIFAT-SIFAT POLIAKRILAT •
•
•
Mekanik Kekuatan kering serat 5 gram per denier dan kekuatan basahnya 4,8 gram per denier. Dari perbandingan yang tinggi antara kekuatan basah dan kering terlihat bahwa serat bersifat tahan air. Mulur saat putus kering 17 persen, basah 16 persen. Ketahanan kimia Pada umunya poliakrilik mempunyai ketahanan yang baik terhadap asam-asam mineral dan pelarut-pelarut, minyak-minyak, lemak-lemak, dan garam-garam netral. Pengaruh panas Pengerjaan panas diatas 110 0C akan menyebabkan warna serat berubah kekuning-kuningan hingga hitam.
IKATAN IONIK POLIAKRILAT – ZW BASA Serat poliakrilat mempunyai gugus sulfonat atau karbosilat yang dapat berikatan ionik dengan gugus amina yang berada zw.
- [CH2-CH] – [CH 2 – CH] - [CH2-CH] -
CN
COO
CN
Ikatan ionik Zw- NH3+
ZAT WARNA BASA
Dalam bentuk basa, zat warna basa termasuk zat warna yang tidak larut, tetapi dalam larutan yang bersifat asam zat warna akan berubah menjadi bentuk garam yang mudah larut Zw-NH2 + HCl tidak larut
Zw-NH3+ + Cllarut
Berdasakan jenis kromogennya, zat warna basa dapat digolongkan sebagai berikut : 1. Trifenil metan
2. Oksazin
3. Tiazin
4. Azo
CONTOH ZAT WARNA BASA
N+ (CH3)2 Cl-
(CH3)2N
C
Struktur Molekul Zat Warna Basa CI Basic Green 4
SIFAT ZAT WARNA BASA 1. Kelarutan Zat warna Dalam bentuk basa, zat warna basa sukar larut, tetapi dengan penambahan asam zat warna basa akan berubah menjadi bentuk garam zat warna basa yang mudah larut. Oleh karena itu kelar utan zat war na basa sangat tergantung pada pH larutan celup. 2. Kecerahan Warna Karena ukuran molekul zat wana basa relatif paling kecil, maka bila dibanding zat warna organik lainnya zat warna basa merupakan zat warna yang paling cerah (nomor 2 setelah zat warna pigmen jenis metalik). 3. Daya Celup Zat Warna Basa pada Serat Akrilat Daya celup zat warna basa sangat tergantung pada banyaknya gugus amin yang ber muatan positip yang terkandung dalam tiap molekul zat warna. 4. Ketahanan luntur, Laju Penyerapan dan Kerataan Zat Warna Basa Meskipun ukuran molekul zat warna basa relatif kecil, namun ukuran molekul zat warna basa juga bervariasi. Zat warna yang ukuran molekulnya lebih besar memp. substantifitas yang lebih besar dan cenderung sukar rata. Sedang untuk zat warna yang lebih kecil ukuran molekulnya, substantifitasnya lebih kecil dan lebih mudah rata.
SIFAT ZAT WARNA BASA (LANJUTAN)
5. Beberapa senyawa reduktor akan mengubah zat warna basa menjadi basanya yang tidak berwarna. 6. Zat warna basa memiliki ketahanan sinar yang jelek dan ketahanan cuci yang kurang. 7. Bila kedalam larutan zat warna basa ditambahkan alkali kuat maka akan terbentuk basa zat warna basa yang tidak berwarna.
MEKANISME PENCELUPAN POLIAKRILAT DENGAN ZAT WARNA BASA
•
•
•
Adanya gugus-gugus karboksil dan sulfonat dalam serat poliakrilat, memungkinkan poliakrilat dicelup dengan zat warna basa. Karena ikatan yang terjadi antara serat dan zat warna adalah ikatan ionik maka migrasi zat warna dalam serat agak sukar, terutama ketika melakukan pencelupan warna muda. Oleh karena itu pencelupan warna muda relatif akan lebih sukar rata dibanding pencelupan warna tua, dimana pada pencelupan warna tua masalah sukarnya migrasi zat warna akan agak tertutup oleh adanya penurunan laju penyerapan zat warna.
RESEP
•Zat
warna basa •Pembasah • Asam asetat 30% •Pendispersi Nonionik • Vlot
: 0,1-3% : 0,5-1 ml/l : 2-3 ml/l (pH 4,5) : 0-0,5 ml/l : 1:20
METODA PENCELUPAN
Diagram alir pencelupan poliakrilat dengan zat warna basa adalah sebagai berikut :
Pelarutan Zat warna
Pencelupan
Pencucian
PELARUTAN ZAT WARNA
1 gram zat warna basa didispersikan dengan 10 cc air dan 0,5 cc pendispersi non ionik, lalu dilarutkan dengan penambahan 0,5 cc asam asetat 35 % dan air panas ( 70 o C) sehingga menjadi 100 cc, lalu diaduk hingga larut sempurna (tampak jernih).
SKEMA PENCELUPAN 100 105 0C –
-Zat warna basa - Asam asetat -Pendispersi 40 0C 5’
30 ‘
30 -45’
20’
Waktu celup (menit) Catatan :
pH pencelupan 4-5, agar pH lebih stabil sebaiknya menggunakan sistem penyangga pH seperti
PENCUCIAN DENGAN SABUN (PROSES SOAPING)
Proses ini dimaksudkan untuk menghilangkan zat warna yang hanya menempel dipermukaan serat, sehingga tahan luntur hasil pencelupannya akan lebih baik. Resepnya adalah sebagai berikut : Sabun : 0,5 cc/l Na2CO3 : 1 g/l Vlot : 1 : 10 Suhu 60 0C, 10 menit
EFEK PH LARUTAN
•
•
•
Untuk menjamin terbentuknya kation zat warna basa (seluruh zat warna basa larut sempurna) maka pencelupan perlu dilakukan dalam suasana asam. Dalam hal ini pH larutan celup yang optimal adalah 4,5 dan perlu dikontrol dengan ketat, bila pH lebih besar dari 4,5 maka kelarutan zat warna akan agak berkurang dan maksimum zat warna akan berubah kearah yang lebih pendek (corak berubah, contoh dari merah ke arah orange), hasil celup lebih muda dan kurang rata. Dilain pihak bila bila pH larutan celup lebih rendah dari 4,5 maka terbentuknya muatan negatif pada gugus sulfonat atau karboksilat pada serat akan lebih sulit, sehingga laju pencelupan akan lebih lambat, dalam hal ini hasil celup akan lebih rata namun ketuaan warna akan lebih muda dan ada kemungkinan terjadi penurunan kekuatan bahan yang dicelup.
EFEK SUHU PENCELUPAN
•
•
•
•
•
Suhu titik gelas kedua serat akrilat yaitu antara 60 – 85 0C tergantung jenis seratnya. Mulai suhu tersebut serat mulai mengembang sehingga laju penyerapan zat warna akan lebih cepat sehingga bila kenaikan suhu terlalu cepat maka akan menimbulkan hasil celup yang b elang. Untuk pencelupan yang sukar rata, pada suhu tersebut sebaiknya dilakukan penahanan suhu selama 10 hingga 30 menit (arrest temperatur system) sebelum selanjutnya suhu dinaikkan dengan laju kenaikan suhu 1 – 1,5 0C. Suhu pencelupan poliakrilat dibatasi oleh relatif kurang tahannya poliakrilat terhadap panas. Suhu pencelupan maksimum poliakrilat adalah 110 0C, tetapi pencelupan poliakrilat biasanya dilakukan pada suhu didih (100 0C) atau diatas suhu didih (105 0C). Pencelupan pada suhu diatas suhu didih tersebut dimaksudkan agar migrasi zat warna meningkat sehingga hasil celup lebih rata dan juga agar waktu celup lebih singkat. Laju penurunan suhu setelah selesai pencelupan sebaiknya dilakukan secara perlahan-lahan hingga suhunya dibawah 60 %, baru kemudian sisa larutan celup dibuang. Hal tersebut dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kekusutan bahan setelah proses pencelupan akibat terjadinya deformasi bahan pada proses pendinginan suhu pencelupan.
MODIFIKASI PROSES PENCELUPAN
Apabila pencelupan dengan skema pencelupan standar hasilnya kurang memuaskan seperti sukar rata atau waktu celup terlalu lama, dapat dilakukan perubahan skema pencelupan sebagai berikut :
PENCELUPAN DENGAN SISTIM PENAHANAN SUHU (ARREST TEMPERATUR SYSTEM)
100 – 105 0C
- zat warna basa - asam asetat - pendispersi nonionik
40 0C 5’
20’ 10 ‘
20’
30 -45’
Waktu celup (menit)
20’
KIAT-KIAT AGAR PENCELUPAN BAIK
•
•
•
•
•
Untuk pencelupan yang sukar rata, pada suhu tersebut sebaiknya dilakukan penahanan suhu selama 10 hingga 30 menit (arrest temperatur system) sebelum selanjutnya suhu dinaikkan dengan laju kenaikan suhu 1 – 1,5 ˚C. Suhu pencelupan poliakrilat dibatasi oleh relatif kurang tahannya poliakrilat terhadap panas. Suhu pencelupan maksimum poliakrilat adalah 110 ˚C Pencelupan pada suhu diatas suhu didih tersebut dimaksudkan agar migrasi zat warna meningkat sehingga hasil celup lebih rata dan juga agar waktu celup lebih singkat. Laju penurunan suhu setelah selesai pencelupan sebaiknya dilakukan secara perlahan-lahan hingga suhunya dibawah 60 %. pH larutan celup yang optimal adalah 4,5 dan perlu dikontrol dengan ketat dengan sistem buffer.
TERIMA KASIH ATAS PERHATIANNYA
