Proses Pencelupan Poliamida dengan Zat Warna Dispersi Variasi Vlot dan pH Larutan
I.
MAKSUD DAN TUJUAN 1.1 Maksud Mewarnai kain poliamida dengan zat warna disperse secara merata dan permanen.
1.2 Tujuan Untuk mengetahui pengaruh vlot dan pH larutan pada proses pencelupan poliamida dengan zat warna dispersi terhadap hasil evaluasi ketuaan warna, kerataan warna dan tahan luntur warna terhadap gosokan dan pencucian.
II.
TEORI DASAR 2.1 Serat Poliamida Poliamida adalah serat yamg derajat kristalinitasnya tinggi, yang terbentuk akibat rantai polimer yang linear dan antar rantai polimernya berikatan hydrogen sehingga strukturnya relative sangat rapat dan bersifat hidrofob. Oleh karena itu, poliamida dapat dicelup dengan zat warna dispersi yang molekulnya relative kecil dan bersifat hidrofob. Namun demikian sebaiknya dipilih struktur molekul zat warna disperse yang bentuknya langsing agar zat warna dapat berdifusi dengan baik ke dalam serat. Hasil pencelupan poliamida dengan zat warna disperse umumnya mempunyai kerataan yang baik tetapi ketahanan luntur terhadap sinar relative kurang baik. Bahan polimida yang dicelup dengan zat warna disperse diperuntukan untuk bahan sandang yang jarang terkena sinar matahari. Polymer polyamida (nylon) adalah polimer yang dibentuk dari asam karboksilat dan amino. Jenis asam karboksilat dan amino sangat bervariasi sehingga terbentuk poliamida yang sangat bervariasi, misalnya nylon 6, nylon 66, nylon 11 dll. Yang paling banyak diproduksi adalah 6 dan 66. Gugus penghubung (-OH-CO-), nylon 6
dibuat dari senyawa kaprolaktom dan nylon 66 dibuat dari senyawa asam adipat dengan heksa metilen diamina. H2N – CONH – CONH – CONH – COOH Ujung-ujung polimer terdapat gugus fungsi NH 2 (amino) dan COOH (karboksilat) dan sebagai penghubungnya adalah gugus amida (-CONH-). Jumlah NH 2 dan COOH tergantung pada banyaknya polimer yang menyusun sebuah serat. RH standar 4,0 – 4,5 % karena serat poliamida ini mempunyai gugus fungsional maka serat ini masih mungkin bereaksi dengan zat-zat lain sedangkan poliester tidak mempunyai gugus fungsional sehingga daya serapnya lebih besar dari poliester (sekitar 4,5). Gugus NH 2 bersifat basa lemah yang dapat menarik air dan gugus karboksilat . Yang membedakan antara nylon 6 dan nylon 66 adalah sifat fisikanya sedangkan sifat kimianya relatif kimia, misal : titik leleh nylon 6 = 2150C nylon 66 ini disebabkan oleh perbedaan struktur fisik yaitu perbedaan DO dan DK. Poliamida ini dapat dicelup dengan zat warna dispersi asam (kompleks logam, mordan ) dispersi – reaktif.
Pembuatan Polyamida/Nylon Nilon atau poliamida yang dibuat dari heksa metilen diamina dan asam adipat NH2(CH2)6NH2 + COOH(CH2)4COOH NH2(CH2)6NHCO(CH2)4COOH + H2O heksa metilena
asam adipat
diamina Kemudian molekul-molekul tersebut bereaksi lagi membentuk molekul yang panjang. Pembuatan nilon diawali dengan pembuatan bahan baku yaitu asam adipat dan heksa metilena diamina. Asam adipat dibuat dari fenol melalui pembentukan sikloheksanol dan sikloheksanon. Sedangkan heksa metilena diamina dibuat dari asam adipat dengan melalui pembentukan amida dan nitril. Setelah bahan baku diperoleh maka dilakukan pembuatan polimer yang didahului dengan pembuatan garam nilon, polimerisasi dan penyetopan panjang rantai. Pada pembuatan garam nilon asam adipat dan heksa metilena diamina dilarutkan dalam metanol secara terpisah dan setelah dicampurkan akan terbentuk endapan heksametilena diamonium adipat (garam nilon).
Pada pemintalan nilon kehalusan filamen tidak bergantung pada diameter lubang spineret, tetapi bergantung pada : 1. Sifat polimer. 2. Kecepatan penyemprotan polimer melalui spineret 3. Kecepatan penggulungan filamen Untuk mendapatkan derajat orientasi tinggi, filamen yang terbentuk ditarik dalam keadaan dingin. Panjangnya kira-kira menjadi empat atau lima kali panjang semula. Sifat Polyamida/Nylon Sifat – sifat polyamida/nylon, yaitu : 1. Kekuatan dan Mulur Nilon mempunyai kekuatan dan mulur berkisar dari 8,8 gram per denier dan 18 %, sampai 4,3 gram per denier dan 45 %. Kekuatan basahnya 80-90 % dari kekuatan kering. 2. Tahan gosokan dan tekukan Tahan gosok dan tekukan nilon tinggi sekitar 4-5 kali dari tahan gosok wol. 3. Elastisitas Selain mulurnya tinggi (22 %), nilon juga mempunyai elastisitas tinggi. Pada penarikan 8 % nilon elastis 100 % dan pada penarikan 16 %, nilon masih mempunyai elastisitas 91 %. 4. Berat jenis Berat jenis nilon 1,14 5. Titik leleh Nilon meleleh pada suhu 263 0C dalam atmosfer nitrogen dan diudara pada suhu 6. Sifat kimia -
Nilon tahan terhadap pelarut dalam pencucian kering.
-
Nilon tahan terhadap asam encer.
-
Dalam HCl pekat mendidih dalam beberapa jam akan terurai menjadi asam adipat dan heksa metilena diamonium hidroklorida.
-
Nilon sangat tahan terhadap basa.
-
Pelarut yang bisa melarutkan nilon diantaranya diantaranya asam asam formiat, formiat, kresol dan fenol.
7. Sifat biologi Nilon tahan terhadap serangan jamur, bakteri, dan serangga. 8. Moisture Regain Pada kondisi standar (RH 65 % dan suhu 21oC) moisture regain nilon 4,2 %.
2.2 Pencelupan Pencelupan pada umumnya terdiri dari melarutkan atau mendispersikan zat warna dalam air atau medium lain, kemudian memasukkan bahan tekstil ke dalam larutan tersebut sehingga terjadi penyerapan zat warna ke dalam serat. Penyerapan zat warna
ke
dalam
serat
merupakan
suatu
reaksi
eksotermik
dan
reaksi
keseimbangan. Beberapa zat pembantu misalnya garam, asam, alkali atau lainnya ditambahkan ke dalam larutan celup dan kemudian pencelupan diteruskan hingga diperoleh warna yang dikehendaki. Vickerstaf menyimpulkan bahwa dalam pencelupan terjadi tiga tahap : a. Tahap pertama merupakan molekul zat warna dalam larutan yang selalu bergerak, pada suhu tinggi gerakan molekul lebih cepat kemudian bahan tekstil dimasukkan ke dalam larutan celup. Serat tekstil dalam larutan bersifat negatif pada permukaannya sehingga dalam tahap ini terdapat dua kemungkinan yakni molekul zat warna akan tertarik oleh serat atau tertolak menjauhi serat. Oleh karena itu perlu penambahan zat-zat pembantu untuk mendorong zat warna lebih mudah mendekati permukaan serat. Peristiwa tahap pertama tersebut sering disebut zat warna dalam larutan. b. Dalam tahap kedua molekul zat warna yang mempunyai tenaga yang cukup besar dapat mengatasi gaya-gaya tolak dari permukaan serat, sehingga molekul zat warna tersebut dapat terserap menempel pada permukaan serat. Peristiwa ini disebut adsorpsi. c. Tahap ketiga yang merupakan bagian yang terpenting dalam pencelupan adalah penetrasi atau difusi zat warna dari permukaan serat ke pusat. Tahap ketiga merupakan proses yang paling lambat sehingga dipergunakan sebagai ukuran untuk menentukan kecepatan celup.
2.3 Zat Warna Dispersi Zat warna disperse adalah zat warna organic 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, polyester dan poliakrilat. Zat warna disperse 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 130 ⁰C. Namun untuk poliamida yang elastisitasnya relative tinggi dapat digunakan tipe B (tipe E) dengan suhu pencelupan 120 ⁰C.
III.
METODA PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan Alat
Bahan
-
Piala Gelas 100 ml
-
Kain poliamida
-
Piala gelas 500 ml
-
Zat warna disperse Octaperse
-
Gelas ukur 100 ml
-
Pipet volume 10 ml
-
Asam asetat 30%
-
Pengaduk kaca
-
Zat pendispersi
-
Timbangan
-
Sabun
-
Tabung HT – Dyeing
-
Kompor
-
Bunsen
-
Mesin pencelupan HT – Dyeing
-
Mesin stenter
Red – 1
3.2 Diagram Alir
3.3 Skema Proses
3.4 Prosedur Kerja a. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan. b. Pilihlah zat warna disperse. c. Buatlah rencana proses pencelupannya meliputi, penyusunan diagram alir proses, pemilihan skema proses, pemilihan zat pembantu dan penyusunan resep pencelupan. d. Hitunglah kebutuhan bahan, zat warna, air, zat pembantu pencelupan sesuai dengan resep yang anda buat. e. Lakukan proses pencelupan sesuai skema proses. f.
Evaluasi dan analisa hasil pencelupannya.
3.5 Resep dan Perhitungan Resep a. Resep Umum Pencelupan Zat Warna Dispersi
: 2 % owf
Asam Asetat Asetat 30%
: 2 ml/L
Pendispersi
: 1 ml/L
Vlot
: 1 : 20
Suhu
: 120 - 130 ⁰C
Waktu
: 30 menit
b. Variasi Resep Pencelupan Resep
Variasi Orang Ke 1
2
Zat Warna Dispersi
3
4
pH 7
pH 5
1 : 20
1 : 40
2 % owf
Asam Asetat Asetat 30%
pH 3
pH 5
Pendispersi
1 ml/L
Vlot
1 : 20
1 : 20
Suhu
130⁰C
Waktu
30 menit
c. Resep Pencucian Sabun
: 1 ml/L
Vlot
: 1 : 20
Suhu
: 70⁰C
Waktu
: 10 menit
d. Perhitungan Resep Larutan induk zat warna 0,5 gram/50 ml.
1. Variasi orang ke – 1 -
Berat bahan
= 3,49 gram
-
Vlot
= 1 : 20
-
Kebutuhan air
= 3,49 x 20 = 69,8 ml
-
ZW 2% owf
-
Pendispersi Pendispersi
-
pH 3
3,49 = 0,0698 0698 , = 6,98 98 3,49 69,8 = 0,0698 = 0698 ≈ 0,07 07 69,8 =
2. Variasi orang ke – 2 -
Berat bahan
= 3,45 gram
-
Vlot
= 1 : 20
-
Kebutuhan air
-
ZW 2% owf
-
Pendispersi Pendispersi
-
pH 5
= 3,49 x 20 = 69 ml
3,45 = 6,9 3,4 5 = 0, 0698 0 6 98 , 69 = 0,069 = 069 ≈ 0,07 07 =
3. Variasi orang ke – 3 -
Berat bahan
= 3,24 gram
-
Vlot
= 1 : 20
-
Kebutuhan air
= 3,24 x 20 = 64,8 ml
-
ZW 2% owf
-
Pendispersi Pendispersi
-
pH 7
3,24 = 0,0648 0648 , = 6,48 48 3,24 64,8 = 0,0648 = 0648 ≈ 0,07 07 64,8 =
4. Variasi orang ke – 4 -
Berat bahan
= 3,23 gram
-
Vlot
= 1 : 40
-
Kebutuhan air
= 3,49 x 40 = 129,2 ml
-
ZW 2% owf
-
Pendispersi Pendispersi
-
pH 5
3,23 = 6,46 3,2 3 = 0, 0646 0 6 46 , 4 6 129,2 = 1292 129,2 = 0,1292 =
3.6 Fungsi Zat -
Asam asetat 30% berfungsi untuk mendapatkan suasana asam agar tidak terjadi kerusakan serat selama proses pencelupan.
-
Zat pendispersi berfungsi untuk mendispersikan mendispersik an zat warna disperse agar terdispersi monomolekuler di dalam larutan celup.
-
Sabun
untuk
proses
pencucian
setelah
proses
pencelupan
menghilangkan zat warna disperse yang menempel di permukaan serat.
guna
IV.
HASIL DAN EVALUASI 4.1 Hasil Kain Pencelupan Variasi orang ke-1
Variasi orang ke-2
Variasi orang ke-3
Variasi orang ke-4
pH 3, Vlot 1 : 20
pH 5, Vlot 1 : 20
pH 7, Vlot 1 : 20
pH 5, Vlot 1 : 40
4.2 Hasil Kain TLW Pencucian Variasi orang ke-1
Variasi orang ke-2
Variasi orang ke-3
Variasi orang ke-4
pH 3, Vlot 1 : 20
pH 5, Vlot 1 : 20
pH 7, Vlot 1 : 20
pH 5, Vlot 1 : 40
4.3 Hasil Kain TLW Gosokan Variasi orang
Variasi orang
Variasi orang
Variasi
ke – 1
ke – 2
ke – 3
orang ke – 4
pH 3,
pH 5,
pH 7,
pH 5,
Vlot 1 : 20
Vlot 1 : 20
Vlot 1 : 20
Vlot 1 : 40
Gosok Basah
Gosok Kering
4.4 Evaluasi Ketuaan Warna
̅̅
Titik
K/S
(x - )2
Variasi 1
10,490
0,139129
Variasi 2
10,258
0,019881
Variasi 3
10,060
0,003249
Variasi 4
9,6618
0,20720704
Rata - rata
10,117
, = √0,123155347 = 0,3509 Sd = −
Σ=
0,36946604
4.5 Evaluasi Kerataan Warna
Variasi 1
̅̅
K/S
(x - )2
10,569
0
10,490
0,011236
10,731
0,018225
Rata – rata = 10,596
Σ=
0,029461
, = √0,0147305 =0,1213 Sd = −
Variasi 2
̅̅
K/S
(x - )2
10,309
0,05276309
10,060
0,00037249
9,8690
0,04422609
Rata – rata = 10,0793
Σ = 0,09736167
, = √0,048680835 =0,2206 Sd = −
Variasi 3
̅̅
K/S
(x - )2
9,7759
0,02490084
10,109
0,03073009
9,9162
0,00030625
Rata – rata = 9,9337
Σ=
0,05593718
, = √0,02796859 =0,1672 Sd = −
Variasi 4
̅̅
K/S
(x - )2
9,0852
0,00042436
9,0450
0,00369664
9,1872
0,00662596
Rata – rata = 9,1058
Σ=
0,01075696
, = √0,00537848 =0,0053 Sd = − 4.6 Evaluasi TLW Gosokan dan Pencucian Kain Sampel
Gosok Basah
Gosok Kering
1
4/5
4/5
2
4/5
4/5
3
4/5
4/5
4
4/5
4/5
TLW Pencucian
V.
Kain Sampel
Kapas
Poliamida
1
4
4
2
4/5
4
3
4
4/5
4
4/5
5
PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN
5.1 Pembasahan Poliamida adalah serat yamg derajat kristalinitasnya tinggi, yang terbentuk akibat rantai polimer yang linear dan antar rantai polimernya berikatan hydrogen sehingga strukturnya relative sangat rapat dan bersifat hidrofob. Oleh karena itu, poliamida dapat dicelup dengan zat warna dispersi yang molekulnya relative kecil dan bersifat hidrofob. Namun demikian sebaiknya dipilih struktur molekul zat warna disperse yang bentuknya langsing agar zat warna dapat berdifusi dengan baik ke dalam serat. Hasil pencelupan poliamida
dengan zat warna disperse umumnya mempunyai kerataan yang baik tetapi ketahanan luntur terhadap sinar relative kurang baik. Bahan polimida yang dicelup dengan zat warna disperse diperuntukan untuk bahan sandang yang jarang terkena sinar matahari. Zat warna disperse adalah zat warna organic 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, polyester dan poliakrilat. Zat warna disperse 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. Dalam praktikum pencelupan poliamida dengan zat warna disperse dengan variasi vlot dan pH larutan ini, dilakukan evaluasi ketuaan warna, kerataan warna dan tahan luntur warna terhadap gosokan dan pencucian. Setelah dilakukan praktikum dan evaluasi, maka didapatkan hasil sebagai berikut:
Ketuaan Warna
Grafik Ketuaan Warna Variasi Vlot dan pH larutan 10.6 10.4 10.2 S / K i a l i
N
10 9.8 9.6 9.4 9.2 Kain 1 Kain 2 Kain 3 Kain 4 (pH 3 Vlot 1 : 20) (pH 5 Vlot 1 : 20) (pH 7 Vlot 1 : 20) (pH 5 Vlot 1 : 40)
Dapat dilihat dari grafik diatas, bahwa ketuaan warna menunjukkan pada kain 1 yaitu variasi 1 dengan pH larutan 3 dan vlot 1 : 20. Karena pada pencelupan poliamida dengan zat warna disperse akan menghasilkan warna tua apabila pH nya optimum pada pH 3
sampai pH 4. Sedangkan pH diatas pH 5 akan menghasilkan warna muda. Pada perbandingan variasi resep 1 dengan pH 3 dan vlot 1 : 20 dan variasi resep 3 dengan pH 7 dan vlot 1 : 20 ini,bahwa vlot tidak mempengaruhi terhadap ke ketuaan warna yang berpengaruh hanyalah pH nya saja. Maka dari itu variasi resep 1 memiliki ke ketuaan warna paling tua dibandingkan dengan variasi resep lainnya.
Kerataan Warna
Grafik Kerataan Warna Variasi Vlot dan pH larutan 0.25 i 0.2 s a i v e D0.15 r a d n a t 0.1 S i a l i N
0.05 0 Kain 1 (pH 3 Vlot 1 : 20)
Kain 2 (pH 5 Vlot 1 : 20)
Kain 3 (pH 7 Vlot 1 : 20)
Kain 4 (pH 5 Vlot 1 : 40)
Dapat dilihat dari grafik diatas, menunjukkan bahwa variasi resep 4 pada kain ke 4 menunjukkan
kerataan
hasil
pencelupan
yang
paling
rata.
Karena
vlot
akan
mempengaruhi kelarutan zat warna. Apabila vlot semakin tinggi maka kerataan hasil pencelupan akan semakin tinggi juga hasilnya. Pada variasi resep ke 2 dengan kain 2 pH 5 vlot 1 : 20 menunjukkan bahwa kerataan nya berkurang karena vlot nya kecil. Sedangkan pada resep variasi 4 memiliki kerataan yang paling baik. Dalam pencelupan poliamida biasa digunakan pada pH 5.
TLW Gosokan dan Pencucian Kain Sampel
Gosok Basah
Gosok Kering
1
4/5
4/5
2
4/5
4/5
3
4/5
4/5
4
4/5
4/5
TLW Pencucian Kain Sampel
Kapas
Poliamida
1
4
4
2
4/5
4
3
4
4/5
4
4/5
5
Dari tabel diatas, menunjukkan bahwa hasil tahan luntur warna terhadap gosokan kering maupun basah sudah dikatakan baik. Begitu pun dengan hasil evaluasi tahan luntur warna terhadap pencucian nya sudah dikatakan baik. Karena pada umumnya, pencelupan poliamida dengan zat warna disperse ini, tahan luntur nya sangat baik terhadap gosokan dan pencucian namun ketahanan luntur terhadap sinar relative kurang baik.
5.2 Kesimpulan Dari hasil evaluasi pencelupan poliamida dengan zat warna disperse meliputi ketuaan warna, kerataan warna dan tahan luntur warna dapat disimpulkan bahwa, ketuaan warna yang paling baik didapatkan oleh variasi resep 1 dengan pH 3 dan vlot 1 : 20. Sedangkan kerataan warna yang paling baik didapatkan oleh variasi resep 4 dengan pH 5 dan vlot 1 : 40. Dan tahan luntur warna nya terhadap gosokan dan pencucian sudah baik.
VI.
DAFTAR PUSTAKA M. Ichwan Dkk. (2013). Bahan Ajar Praktikum Pencelupan II . II . Bandung: Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil. Sunarto. (2008). Teknologi Pencelupan dan Pencapan JILID 2 untuk SMK. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Widayat, S. (1973). Serat-Serat Tekstil. Bandung: Tekstil. Bandung: Institut Teknologi Tekstil.
LAPORAN PRAKTIKUM TEKNOLOGI PENCELUPAN 2 PENCELUPAN POLIAMIDA DENGAN ZAT WARNA DISPERSI VARIASI VLOT DAN pH LARUTAN
DISUSUN OLEH: Kelompok
: 6 (enam)
Nama Anggota
: 1. Gina Fauziah
(15020034)
2. Gita Fauziah
(15020035)
3. M. Rashid Alghifari
(15020041)
4. Regina Yulia Jauhar
(15020052)
Grup
: 3 K2
Nama Dosen
: Hj. Hanny H. K., S.Teks
Asisten
: 1. Ikhwanul Ikhwanul Muslim, Muslim, S.ST 2. Yayu E. Y., S.ST.
POLITEKNIK STTT BANDUNG 2017
