IDENTIFIKASI ZAT WARNA PADA SERAT POLIAMIDA
I.
MAKSUD DAN TUJUAN 1. Maksud
Melakukan pengujian terhadap contoh uji untuk mengidentifikasi zat warna yang digunakan dalam pencelupan serat poliamida. 2.
Tujuan
Untuk mengetahui golongan zat warna dan jenisnya yang digunakan dalam pencelupan serat poliamida.
II.
TEORI DASAR Serat Poliamida
Poliamida adalah jenis serat buatan yang dibuat dari Heksametilena diamina dan asam adipat, jenis serat ini biasanya disebut poliamida 66
[1]
. Berikut ini merupakan reaksi reaksi
pembuatan serat poliamida: NH2(CH2)6NH2 + COOH(CH2)4COOH H2O
NH2(CH2)6NHCO(CH2)4 COOH +
[1]
Nylon merupakan salah satu nama dagang dari serat poliamida. Serat nylon ditemukan oleh Wallace H. Carothers pada tahun 1928. Istilah n ylon mengacu pada suatu polimer yaitu poliamida linier. Ada dua metode umum bagaimana membuat nilon untuk aplikasi serat. Pada metode pertama , molekul dengan suatu gugus asam ( COOH) bereaksi dengan molekul yang mengandung gugus amina (NH2) dan menghasilkan nilon yang dinamai berdasarkan banyaknya atom karbon yang memisahkan dua gugus asam dan dua gugus amina. Nylon 6,6 yang secara luas digunakan untuk serat dibuat dari asam adipat dan hexametilen diamin. Kedua senyawa tersebut membentuk suatu garam, yang dikenal sebagai nylon, dengan perbandingan perbandingan asam dan basa 1:1. Garam ini kemudian dikeringkan dan dipanaskan untuk menghilangkan air dan membentuk polimer. Pada metode kedua, suatu senyawa yang mengandung suatu amina pada satu sisi dan suatu asam di sisi lainnya l ainnya dipolimerisasi untuk membentuk rantai dengan unit pengulangan pengulangan NH-[CH2]n-CO-)x. Jika n=5, nylon dikenal sebagai nilon 6, begitupun dengan jenis polimer lain. Produksi komersial dari nylon 6 menggunakan caprolactam
untuk polimerisasi.
Identifikasi Zat Warna Pada Serat Poliamida
Identifikasi zat warna pada serat poliamida digolongkan menjadi 2 golongan:
Golongan I
Zat warna yang termasuk dalam golongan 1 yaitu yaitu zat warna yang larut dalam pelarut organic toluene, yaitu zat warna bejana, zat warna dispersi, beberapa zat warna kompleks logam, beberapa zat warna dispersi-reaktif, dan semua zat warna naftol.
Zat Warna Bejana
Zw bejana tidak larut dalam air, oleh karena itu dalam pencelupannya harus diubah menjadi bentuk leuko yang larut. Senyawa leuko tersebut memiliki substantivitas terhadap selulosa sehingga dapat tercelup. Adanya oksidator atau oksigen dari udara, bentuk leuko yang tercelup dalam serat tersebut akan teroksidasi kembali kebentuk semula yaitu pigmen zw bejana.Senyawa leuko zw bejana golongan indigoida larut dalam alkali lemah sedangkan golongan antrakwinon hanya larut dalam alkali kuat dan hanya sedikit berubah warnanya dalam larutan hipiklorit. Umunya zw turunan tioindigo dan karbasol warna hamper hilang dalam uji hipoklorit dan didalam larutan pereduksi warnanya menjadi kuning. Ikatan zw bejana dengan serat antara lain ikatan hydrogen dan ikatan sekunder seperti gaya-gaya Van der Waals. Larutan ekstrak contoh uji yang telah larut ditambah Na 2S2O4, dan dilakukan pencelupan kapas dengan bantuan NaCl. Kemudian kapas dioksidasi dengan NaNO 2 dan Na2Cr2O7 dalam asam asetat warna akan timbul kembali. Bentuk Leuko ZW Bejana O
Reduksi
H
Na2S2O4 + NaOH + H 2O
O
OH
NaOH
ONa
ONa
Zat Warna Dispersi
Zat warna dispersi adalah zat warna organik yang dibuat secara sintesis, yang kelarutannya dalam air sedikit dan merupakan larutan dispersi. Zat warna tersebut digunakan untuk mewarnai serat-serat sintetis atau serat tekstil yang bersifat hidrofob. Zat warna ini mempunyai berat molekul yang kecil dan tidak mengandung gugus pelarut. Dalam pemakaiannya diperlukan zat pembantu yang berfungsi untuk mendispersikan zat warna dan mendistribusikannya secara merata didalam larutan, yang disebut zat pendispersi. Zat warna dispersi dapat mewarnai serat poliester dengan baik jika memakai zat pengemban atau dengan temperatur tekanan tinggi. Zat warna dispersi mula-mula diperdagangkan dalam bentuk pasta, tetapi sekarang dapat diperoleh dalam bentuk bubuk.
Contoh struktur zat warna disperse:
NC O2N
N N
N
C2H5 C2H5
CI. DIsperse Red 71
Sifat-sifat umum zat warna dispersi
a)
Tidak larut dalam air, karena tidak mempunyai gugus pelarut didalam struktur
molekul b)
Pada umumnya zat warna dispersi berasal dari turunan azo, antrakwinon/nitro
akril amina dengan berat molekul rendah c)
0
Mempunyai titik leleh yang cukup tinggi yaitu 150 C dengan ukuran partikel
antara 0,5-2 mikron d)
Bersifat non-ionik, walaupun mengandung gugus-gugus – NH2 – NHR – OH
e)
Selama proses pencapan dengan zat dispersi tidak mengalami perubahan kimia
Zat Warna Naftol
Zw naftol merupakan zw yang terbentuk dalam serat pada waktu pencelupan dan merupakan hasil reaksi antara senyawa naftol dengan garam diazonium (kopling). Sifat-sifat umum dari zw naftol :
tidak luntur dalam air
luntur dalam piridin pekat mendidih
bersifat poligenetik dan monogenetic
karena mengandung gugus azo, maka tidak tahan terhadap reduktor
Golongan II
Zat warna yang termasuk ke dalam golongan ini adalah zat warna yang larut dalam pelarut air, yaitu zat warna asam, basa, direk, beberapa zat warna kompleks logam ( pencelupan netral ), semua zat warna kompleks logam ( celupan asam ) dan semua zat warna krom.
Zat Warna Direk
Zat warna direk umumnya adalah senyawa azo yang disulfonasi, zat warna ini disebut juga zw substatif karena mempunyai afinitas yang besar terhadap selulosa. Beberapa zat warna direk dapat mencelup serat protein dan poliamida berdasarkan ikiatan hydrogen. Zw direk umunya mempunyai ketahanan terhadap sinar cukup, tidak tahan terhadap oksidasi dan rusak oleh zat pereduksi.
Zat Warna Asam
Zat warna asam mengandung asam-asam mineral / asam-asam organic dan dibuat dalam bentuk garam-garam natrium dari organik dengan gugus anion yang merupakan gugus pembawa warna (kromofor) yang aktif. Struktur kimia zat warna asam menyerupai zat warna direk merupakan senyawa yang mengandung gugusan sulfonat atau karboksilat sebagai gugus pelarut. Zw asam dapat mencelup serat-serat binatang, poliamida dan poliakrilat berdasarkan ikatan elektrovalen / ikatan ionik.
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. Zat warna basa secara alami bersifat kationik, sehingga dapat digunkan untuk mencelup serat akrilat, wool, sutra, dan nylon, di mana zat warna basa akan berikatan secara ionik dengan gugus-gugus sulfonat atau karboksilat yang ada dalam serat sehingga tahan lunturnya cukup baik.
III.
ALAT, BAHAN, DAN PEREAKSI Alat-alat - Gelas Piala 600 ml - Tabung Reaksi - Penjepit - Pembakar Bunsen - Kassa - Pipet - Pengaduk - Rak Tabung - Kui porselen + Penjepit
Bahan-bahan
- Contoh uji kain kapas - Kain kapas putih - Serat wool - Serat akrilat
Pereaksi
-
Larutan sabun
-
Larutan piridin
-
HCl pekat
-
Larutan toluena
-
Alkohol
-
NaOH
IV.
-
Natrium Hidrosulfit
-
Amonia pekat
CARA KERJA
(terlampir pada jurnal)
V.
DATA PENGAMATAN
(terlampir pada jurnal)
VI.
DISKUSI
Pada pengujian identifikasi zat warna bejana , prinsipnya zat warna bejana akan mecelup kembali serat selulosa setelah dilakukan oksidasi. Akan ketika dilakukan pencucian dalam suasana asam maupun alkali, zat warna bejana tidak luntur atau luntur sedikit. Sehingga ketika dilakukan pencelupan dengan serat multifiber, zat warna bejana tidak mencelup kembali semua serat. Hal ini bisa dilihat pada serat multifiber hasil contoh uji no 1, baik dalam suasana asam maupuin alkali, tidak ada jenis serat yang tercelup oleh zat warna bejana. Ketidaklunturan zat warna bejana dalam proses pencucian ini disebabkan zat warna bejana tidak larut dalam air sehingga ketahanan luntur terhadap pencuciannya tinggi. Demikian pula ketika diuji oleh piridin, zat wrna bejana tidak luntur, sedangkan pada uji toluena, zat warna bejana terdapat dalam lapisan toluena.
Pada pengujian identifikasi zat warna dispersi , zat warna dispersi luntur sedikit dalam larutan pencucian dan dalam suasana asam maupun alkali akan mencelup serat poliamida, asetat, poliester, dan poliakrilat. Hal ini disebabkan serat-serat tersebut dan zat warna dispersi sendiri bersifat hidrofob sehingga dapat dicelup dengan zat warna dispersi. Seperti yang terlihat pada contoh uji no 25. Pada prinsipnya zat warna dispersi tidak tahan alkali, maka pada uji pencucian akan luntur banyak. Selain itu zat warna ini merupakan zat warna yang hidrofob atau tidak larut dalam pelarut air, naum latrut dalam pelarut organik. Pada pengujian toluena, akan luntur banyak.
Pada identifikasi zat warna naftol , zat warna tidak akan mencelup kembali semua jenis serat, namun memberikan warna kuning pada kapas yang dapat berpendar dalam sinar ultra lembayung. Seperti yang terlihat pada contoh uji no 27. Pada uji pencuciannya tidak luntur, pada pelunturan piridin juga tidak luntur. Hasil pencelupannya merupakan hasil reaksi antara senyawa naftol dan garam diazonium. Saat pelunturan zat warna naftol, yang dilunturkan adalah senyawa naftolnya saja yang tidak berwarna, garam diazonium adalah pemberi warna dalam pencelupan zat warna naftol. Senyawa naftol yang telah diserap kembali oleh serat cotton akan berpendar dalam sinar fluorecent.
Pada identifikasi zat warna direk , zat warna akan luntur banyak dalam proses pencucian. Hal ini disebabkan zat warna direk berikatan hidrogen dengan serat yang merupakan ikatan lemah dan dapat putus dalam suhu tinggi sehingga ketahanan luntur terhadap pencuciannya tidak baik. Pada proses pencelupan dengan serat multifiber, dalam suasana asam zat warna direk dapat mencelup serat poliamida, wool, dan poliakrilat dengan warna tua sedangkan serat kapas tercelup dengan warna muda. Sedangkan dalam suasana alkali zat warna direk dapat mencelup serat kapas dengan warna tua dan serat poliamida dengan warna muda. Hal ujinya dapat dilihat pada contoh uji no 2. Selain itu zat warna direk juga luntur dalam uji piridin dan pada uji toluena zat warna berada pada lapisan air. Zat warna direk ketika dilakukan pencelupan pada bahan kapas, wool, dan akrilat, yang tercelup paling tua adalah kapas. Hal ini dikarenakan zat warna direk dapat berikatan dengan gugus hidroksil dari selulosa dengan ikatan hidrogen.
Pada identifikasi zat warna basa , zat warna luntur cepat dalam uji pencucian. Pada proses pencelupan dengan serat multifiber, dalam suasana asam mencelup kembali serat wol, akrilat dengan warna tua dan menodai serat-serat lain. Sedangkan dalam suasana alkali mencelup serat wol dengan warna tua dan menodai serat-serat lain. Seperti yang terlihat pada hasil contoh uji no 11, zat warna basa dapat mencelup serat wol dengan warna tua karena adanya gugus-gugus karboksil pada serat wol yang membentuk ikatan ionik antara serat dan za warna basa sehingga memungkinkan wol
dicelup dengan zat warna basa. Selain itu juga zat warna basa dapat mencelup tua akrilat. Zat warna basa sebenarnya mampu mencelup serat-serat protein sedangkan pada serat poliakrilat yang mempunyai gugus-gugus asam dalam molekulnya akan berlaku/bersifat seperti serat-serat protein terhadap zat warna basa. Zat warna basa juga luntur dalam uji piridin dan pada uji toluena zat warna berada pada lapisan air.
Pada identifikasi zat warna asam , zat warna luntur dalam pencucian dan piridin serta terdapat pada lapisan air ketika diuji toluena. Pada uji pencelupannya dalam suasana asam, zat warna asam mencelup kembali serat poliamida, wol dengan warna tua. Sedangkan dalam suasana alkali mencelup serat wol, kapas dengan warna muda. Seperti yang terlihat dari hasil contoh uji no 21. Zat warna asam dapat mencelup wol putih karena adanya tempat-tempat positif pada bahan yang terserap gugus amina dari wol. Selain itu, serat protein umumnya lebih tahan asam tapi kurang tahan suasana alkali, sehingga pengerjaan proses pencelupannya biasa dilakukan dalam suasana asam.
VII.
KESIMPULAN
Pengujian zat warna golongan I pada serat poliamida
Contoh uji no 1 dicelup dengan zat warna bejana.
Contoh uji no 25 dicelup dengan zat warna dispersi.
Contoh uji no 27 dicelup dengan zat warna naftol.
Pengujian zat warna golongan I pada serat poliamida
VIII.
Contoh uji no 2 dicelup dengan zat warna direk.
Contoh uji no 11 dicelup dengan zat warna basa.
Contoh uji no 21 dicelup dengan zat warna asam.
DAFTAR PUSTAKA
Karyana, Dede, dkk. 2005. Bahan Ajar Praktikum Pencelupan I (Pencelupan Serat Kapas, Wol, dan Sutra. Bandung: Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil
Rahayu, Haryanti. 1993. Penuntun Praktikum Evaluasi Tekstil Kimia. Bandung: Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil
Soeprijono, S.Teks, P., dkk. 1973. Serat-serat Tekstil. Bandung: Institut Teknologi Tekstil jurnal praktik evaluasi tekstil kimia 2 http://www.artikelkimia.co.cc/2010/12/serat-nylon.html
LAPORAN EVALUASI TEKSTIL KIMIA 2 IDENTIFIKASI ZAT WARNA PADA SERAT POLIAMIDA
Disusun oleh: Etsha Sarnie (09.K40023) Grup: K-2 Dosen: Dr. Noerati, S.Teks, M.T Assdos: Kurniawan Solichin
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL BANDUNG 2011
