PROS PROSES ES PENC PENCEL ELUP UPAN AN KAPA KAPAS S DENG DENGAN AN ZAT ZAT WARN WARNA A REAK REAKTI TIF F PANA PANAS S (GALAXYL CARMINE XLN/BIRU DAN DRIMARENE NAVY X-GN/MERAH)
I. MAKSUD DAN TUJUAN TUJUAN
Maksud Maksud :
untuk untuk menget mengetahu ahuii cara cara penc pencelu elupan pan kapas kapas dengan dengan zat warna warna reaktif reaktif panas. panas.
Tujuan :
Untuk merencanakan proses pencelupan dan melakukan proses pencelupan
Mengetahui metoda pemasukkan zat pembantu pada proses pencelupan kapas dengan zat warna reaktif panas
Mampu mengevaluasi dan menganalisa hasil pencelupan
II.
TEORI DASAR
PENDAHULUAN
Dalam pencelupan kapas dengan zat warna reaktif panas, bahan diwarnai dengan zat warna reaktif reaktif panas panas sehing sehingga ga dipero diperoleh leh hasil hasil celup celup yang yang rata dan mempun mempunyai yai tahan tahan luntur luntur tertentu. Dalam proses ini dilakukan pemilihan zat warna dan zat pembantu tekstil yang sesuai dengan bahan yang akan di celup. Penentuan skema proses dan resep yang tepat , perhitungan kebutuhan yang tepat , pelakasaan proses pencelupan yang baik sesuai skema proses sehingga hasil celupnya sesuai dengan target.
SERAT SELULOSA
Serat selulosa merupakan serat hidrofil yang strukturnya berupa polimer selulosa dengan derajat derajat polimer polimerisas isasii yang bervari bervariasi, asi, contoh contoh DP rayon rayon 500-70 500-700, 0, sedang sedangkan kan DP kapas kapas sekitar 3000.makin rendah DP maka daya serap airnya semakin besar. Gugus OH primer pada selulosa merupakan gugus fungsi yang berperan untuk mengadakan ikatan dengan zat warna reaktif panas berupa ikatan kovalen. Serat selulosa umumnya lebih tahan alkali tapi kurang suasana asam, sehingga pengerjaan proses pencelupannya dilakukan dalam suasana asam. Gugus -OH primer pada selulosa merupakan gugus fungsi yang berperan untuk mengakakan ikatan degan zat waran reaktif panas berupa ikatan kovalen. Zat warna reaktif panas merupakan zat warna yang larut dalam air dan berikatan dengan selulosa melalui ikatan kovalen sehingga tahan luntur warna hasil celupnya baik.
ZAT WARNA REAKTIF PANAS
zat warna reaktif panas merupakan zat warna yang larut dalam air dan berikatan dengan selulosa melalui ikatan kovalen sehingga tahan luntur warna hasil celupannya baik. Contoh strukturnya adalah jenis mono kloro triazin (MTC) sebagai berikut Cl OH
N HO
NO2
N=N
NH
N=N
N N R
HO3S
SO3H
Zat warna reaktif panas berdasarkan mekanisme reaksinya dibagi menjadi 2 yaitu: 1.
Zat warna Procion H dan Drimarene X yang masing-masing mempunyai sistem reaktif
triazin dan pirimidin termasuk zat warna reaktif yang bereaksi dengan serat melalui mekanisme substitusi nukleofilik (SN) 2 yaitu sebagai berikut:
Cl
Cl
N
N
D-NH
N
D-NH
N
O-sel N Cl
+
N-
sel-O
N R
N-
D-NH N
R
R Keadaan kompleks Teraktifkan
O-sel N D-NH
N
+
Cl-
N Cl
Mekanisme reaksi subtitusi Nukleofilik (SN2) pada fiksasi zat warna reaktif
Dengan laju reaksi = k. [Zat warna] [sel-O], jadi dalam pencelupan memerlukan penambahan alkali untuk mengubah selulosa menjadi anion selulosa(sebagai nukleofil). OHSel – O – H
Sel – O- + H2O
Semakin banyak alkali yang ditambahkan, pembentukan anion selulosanya semakin banyak, maka reaksi fiksasi semakin cepat. Secara singkat reaksi fiksasi tersebut dapat ditulis : D – Cl sel-OH
D-O-sel + HCl
Selain itu selama proses pencelupan dap terjadi reaksi hidrolisis sehingga zat warna menjadi rusak dan tidak bisa fiksasi / berikatan dengan serat. D – Cl + H-O-H
D-O-sel
Faktor – faktor yang mempengaruhi reaksi hidrolisa :
1. Kereaktifan zat warna. Apabila zat warna kereaktifannya tinggi maka zat warna akan mudah rusak terhidrolisis. 2. Kondisi celup.
a)
Temperatur. Jika temperature tinggi diawal maka reaksi hidrolisa bertambah cepat. b)
PH, Dengan pH yang tinggi maka terjadi reaksi hidrolisa terhadap
serat semakin tinggi.
c)
H2O, reaksi hidrolisa akan semakin besar jika konsentrasi
air juga tinggi. Beruntung reaksi hidrolisis ini lebih kecil dari reaksi fiksasi karena kenukleofilan OH- lebih lemah dari sel-O, namun demikian dalam proses pencelupan perlu diusahakan agar reaksi hidrolisis ini sekecil mungkin antara lain dengan cara modifikasi skema proses pencelupan sedemikian rupa, misalnya dengan cara menambahkan alkali secara bertahap. Kelemahan zat warna reaktif selain mudah rusak terhidrolisis juga hasil pencelupannya kurang tahan terhadap pengerjaan asam, sebagai contoh bila hasil celup dilakukan proses penyempurnaan resin finis dalam suasana asam maka ketuaan warana hasil celupnya akan sedikit turun.
2. Zat warna reaktif Sumifik dan Remazol Zat warna reaktif Sumifik dan Remazol merupakan jenis zat warna reaktif yang bereaksi dengan serat melalui mekanisme adisi nukleofilik. Zat warna tersebut dijual dalam bentuk sulfatoetilsulfon yang tidak reaktif dan baru berubah menjadi vinil sulfon yang reaktif setelah ada penambahan alkali.
Kelebihan zat warna Vinil Sulfon adalah relatif lebih tahan alkali, tetapi kelemahannya adalah hasil celupnya mudah rusak oleh pengerjaan dalam suasana alkali, contoh bila terhadap hasil pencelupan dilakukan proses pencucian dengan sabun dalam suasana alkali dengan suhu yang terlalu panas, maka ketuaan warnanya akan sedikit turun lagi.
Reaksi fiksasi dan hidrolisis zat warna reaktif jenis vinil sulfon :
D-SO2-CH2-CH2-O-sel Sel-OH NaOH D-SO2-CH2-CH2-OSO3H Sulfatoetilsulfon
D-SO2-CH=CH2 Vinil sulfon
H2O D-SO2-CH2-CH2-OH
Pemakaian zat warna reaktif secara panas yaitu untuk zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan rendah, misalnya procion H, cibacron dengan sistem reaktif monokhlorotriazin, dan remazol denagan sistem reaktif vinil sulfon. Adanya kekurangan dari kedua golongan zat warna reaktif tersebut maka saat ini banyak digunakan zat warna reaktif dengan fungsi gugus ganda (bifunctional reactive dyes) seperti sumifik supra( mono chloro tiazin (MTC)-vinil sulfon (VS) dan drimarene CL (tricholoropirimidin (TCP)-vinil Sulfon (VS), sehingga zat warnanya lebih tahan hidrolisis. Efisiensi fiksasinya tinggi dan hasil celupnya lebih tahan alkali dan tahan asam. Varian zat warna reaktif lainyya juga dibuat misalnya zat warna reaktif yang lebih tahan panas dan afinitasnya lebih besar maupun zat warna reaktif yang dapat fiksasi pada suasana nertral.
Zat pembantu pada pencelupan selulosa dengan zat warna reaktif panas
Zat pembantu yang perlu ditambahkan pada larutan celup antara lain elektrolit (Na 2SO4, NaCl), Na2CO3, dan pembasah. Selain itu juga bisa ditambahkan zat pelunak air, zat anti crease mark, dan zat anti reduks. Fungsi masing-masing zat tersebut yaitu:
NaCl berfungsi untuk mendorong penyerapan zat warna
Na2CO3 berfungsi untuk fiksasi zat warna
Pembasah berfungsi meratakan dan mempercepat proses pembasahan kain
Sabun untuk proses pencucian setelah proses pencelupan guna menghilangakan zat warna reaktif yang terhidrolisis yang ada dalam kain hasil celupan.
III. PRAKTIKUM Diagram alir proses, skema, dan resep pencelupan Digram alir proses
persiapan larutan celup Persipan larutan celup
Proses pencelupan
Proses pencucian
skema proses Metoda standard
Na2CO3 Zat Warna Zat Pembasah NaCl
70-90 0C
400C 300C T(0C)
10
40
60
80
90
t (menit)
Metoda pemasukan garam dan alkali secara bertahap
Metoda ini dimaksudkan untuk mendapatkan kerataan warna hasil celup yang lebih baik dan hidrolisis zat warna yang lebih sedikit.
Na2CO3 Zat Warna Zat Pembasah NaCl
70-90 0C
400C 300C T(0C)
10
40 t (menit)
60
80
90
Metoda salt at salt (penambahan garam didepan)
Metoda ini dimaksudkan untuk lebih mengurangi kerusakan zat warna yang terhidrolisis, tetapi hanya diperintukkan untuk zat warna reaktif yang mudah rata, karena dengan NaCl didepan maka penyerapan zat warna kaan lebih cepat sehingga resiko belang besar. Na2CO3 Zat Warna NaCl Zat pembasah
70-90 0C
400C 300C T(0C)
10
40
60
80
90
t (menit)
Metoda all in one
•
Metoda ini dimaksukan untuk meningkatkan produktifitas, karena satu orang bisa menangani 4-5 mesin celup, persyaratannya adalah pross ini memerlukan zat warna reaktif yang lebih stabil (tidak mudah terhidrolisis)dan mudah rata.
Zat Warna Na2CO3 NaCl zat pembasah
0
C70-90
400C 300C T(0C)
10
40 t (menit)
60
80
90
Alat-alat dan Bahan
Alat – alat :
Piala porselen Gelas piala Gelas ukur Pengaduk Termometer Timbangan Pipet volume Bunsen
Bahan-bahan :
Kain kapas
•
Zat warna reaktif panas Pembasah Nacl Na2CO3 Sabun
4. Cara kerja
a. kain dan alat praktikum disiapkan b. Ditimbang kain dan zat sesuai resep c. zat-zat kimia yang diperlukan dilarutkan dan dimasukkan dalam bak atau piala sesuai urutan yang telah ditentukan berdasarkan metoda yang digunakan . d. kain dimasukkan kedalambejana larutan
dan diaduk selama 10 menit, lalu
dipanaskan sampai mendidih (95 oC) sambil diaduk secara merata sesuai waktu yang ditentukan pada resep (proses perendaman), melakukan proses pencucian kain dan proses iring sesuai resep dan waktu yang digunakan e. Setelah selesai, kain yang telah dicelup, direndam dengan air panasselama 15 menit sampai warnanya tidak luntur lagi .kemudian dicuci dengan air dingin
f.
Bahan dikeringkan dan setelah dikondisikan, bahan tersebut dievaluasi
IV.
DATA PRAKTIKUM
Resep pencelupan Resep pencelupan
Zat warna reaktif panas : 7,2 mL Pembasah
: 0,144 mL
Na2CO3
: 1,44 gram
NaCl
: 4,32gram
Vlot
: 1: 20
Resep Pencucian
Sabun
: 0,144 mL
Na2CO3
: 0,144 gram
Vlot
: 1 : 20
Suhu
: 800C
Waktu
: 15 menit
Resep proses iring
Zat pemiksasi kationik : 0,152 mL CH3COOH
: 0,144 mL
Vlot
: 1 : 20
Waktu
: 15 menit
Perhitungan resep 1-4 : Resep pencelupan
Berat kain
: 7,2 gram
Jumlah larutan
: 7,2 x 20 = 144 mL
Zat warna reaktif panas : 1% x 7,2 mL=( 0,072 g/1 g) x 100 mL= 7,2 mL Pembasah
: (1mL/1000mL) x 144 = 0,144 mL
Na2CO3
: (10 gram/1000 mL) x 144 = 1,44 gram
NaCl
: (30 gram/1000mL)x 144 = 4,32 gram
Vlot
: 1: 20
Resep Pencucian
Sabun
: (1mL/1000mL) x 144 = 0,144 mL
Na2CO3
: (1mL/1000mL) x 144 = 0,144 mL
Vlot
: 1 : 20
Suhu
: 800C
Waktu
: 15 menit
Resep proses iring
Zat pemiksasi kationik : 2% x7, 2 = 0,144 mL CH3COOH
: (1mL/1000mL) x 144 = 0,144 mL
Vlot
: 1 : 20
Waktu
: 15 menit
V.
DATA PRAKTIKUM
Resep 1 (Metoda standard)
Iring
pencucian
Resep 2 (Metoda pemasukan garam dan alkali secara bertahap
Iring
pencucian
Resep 3 Metoda salt at salt (penambahan garam didepan)
Iring
pencucian
Resep 4 (Metoda all in one)
Iring
VI.
pencucian
DISKUSI
Dari hasil percobaan, kami dapat mendiskusikan bahwa : a.
Ada beberapa factor yang mempengaruhi hasil pencelupan dengan zat warna reaktif panas yaitu garam, pembasah,dan alkali (pengatur pH).
b.
Pada proses pencelupan dengan metoda standard (pencelupan
1)
menghasilkan warna yang cukup tua tetapi tidak rata dan tahan lunturnya tidak baik. Ketidakrataan kain hasil celup tersebut dikarenakan pemasukkan garam (NaCl) sekaligus sehingga ada bagian-bagian tertentu yang tidak terabsorbsi. Sedangkan
tahan
luntur
yang
tidak
baik
disebabkan
penambahan
elektrolit(Na 2CO3) secara langsung (tidak bertahap) sehingga fiksasi zat warna dengan serat tidak sempurna. c.
Pada proses pencelupan dengan metoda pemasukkan garam dan alkali secara bertahap(pencelupan ke- 2) menghasilkan ketuaaan warna dan kerataannya baik dibandingkan dengan hasil celup metoda standard ,. Hal ini disebabkan pada metoda ini dilakukan pemasukkan garam secara bertahap sehingga semua bagian terabsorbsi dan hidrolisis zat warna lebih sedikit karena alkalinya dimasukkan secara bertahap
(pH stabil)alkali yang menyebabkan fiksasi zat warna yang
sempurna dan tahan lunturnya baik. d.
Pada proses pencelupan dengan metoda salt at star (pencelupan ke-3)menghasilkan warna yang lebih tua dari pada pencelupan 2. Akan tetapi kerataannya tidak baik (tidak rata) / belang dibandingkan dengan hasil pencelupan ke-2. Ketidakrataan tersebut dikarenakan pemasukan garam (NaCl) diawal sehingga penyerapan zat warna yang cepat, dan mengurangi kelarutan zat warna didalam larutan celup yang mengakibatkan ada bagian-bagian tertentu yang tidak terabsorbsi .
e.
Pada pencelupan all in one (pencelupan ke-4) menghasilkan warna lebih lebih tua dibandingkan dengan pencelupan yang ke-3. Hal ini disebabkan pemasukan zat warna, pembasah, alkali dan garam diawal/didepan. Apabila garam dimasukkan diawal dan sekaligus menyebabkan resiko belang tinggi (hasil celup tidak rata ). Sedangkan pemberian alkali sekaligus menyebabkan reaksi hidrolisa yang besar karena pH larutan tinggi.
f.
Proses pencelupan dengan zat warn areaktif panas ini juga melakukan proses iring yang bertujuan untuk ketahanan luntur yang baik meskipun tahan luntur dengan zat warna ini cukup baik karena berikatan secara kovalen.
VII.
KESIMPULAN
Berdasarkan keempat proses pencelupan yang telah dilakukan dengan berbagai metoda ternyata kain yang hasil celupannya paling baik adalah pada proses pencelupan yang menggunakan metoda pemasukkan garam dan alkali secara bertahap(pencelupan ke- 2) yaitu ketuaan warna yang baik, rata dan tahan lunturnya baik.
Kain yang di proses iring menghasilkan warna yang tua dan tahan lunur yang baik dibandingkan dengan kain yang hanya mengalami proses pencucian saja.
Efek dari pemberian garam (NaCl) secara bertahap pada proses pencelupan yaitu untuk memperoleh warna yang rata pada kain. Sedangkan efek dari pemberian garam sekaligus menyebabkan resiko belang(tidak rata) yang tinggi.
Efek dari pemberian alkali (Na 2CO3) secara bertahap yaitu agar hidrolisis zat warna lebih sedikit (pH stabil) dan fiksasi zat warna yang baik.
Efek dari pembasah yaitu untuk meratakan dan mempercepat proses pembasahan kain.
Warna kain hasil pencelupan + proses iring + proses pencucian yaitu lebih tua dibandingkan dengan kain yang hanya dilakukan proses pencucian
VIII.
DAFTAR PUSTAKA
Bahan ajar praktek pencelupan.sekolah tinggi teknologi. Bandung
LAPORAN PENDAHULUAN PRAKTIKUM PENCELUPAN 1 PROSES PENCELUPAN KAPAS DENGAN ZAT WARNA REAKTIF PANAS
NAMA
: NELA IBNAWATI(05.P.3452) NOVYASA IKHSAN (05.P.3453) POPON MULYANI (05.P.3454)
GROUP
: K–3
DOSEN
: M. ICHWAN, SST
ASISTEN DOSEN
: WULAN, SST PRIATNA
TANGGAL PRAKTIKUM : 27 MARET 2007
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL BANDUNG 2007
