laporan celup
Post on 13-May-2017
240 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PENCELUPAN POLIESTER/KAPAS DENGAN ZAT WARNA DISPERSI FORON YELLOW Rd DAN REAKTIF EVERCION RED HE-3B DENGAN VARIASI METODA PENCELUPAN
I. Maksud dan Tujuan- Melakukan proses pencelupan kain poliester-kapas dengan zat warna dispersi-
reaktif
- Melakukan variasi pada kondisi proses yang telah ditentukan untuk keperluan
analisa hasil pencelupan yang paling baik
- Mengevaluasi faktor-faktor yang berpengaruh pada hasil pencelupan.
II. Teori Dasar2.1. Serat Kapas
Serat kapas merupakan serat alam dengan komposisi selulosa, pektin, zat-
zat yang mengandung protein, lilin dan abu. Selulosa merupakan polimer linier
yang tersusun dari kondensasi molekul-molekul glukosa.
Derajat polimerisasinya sekitar 10.000 dengan berat molekul 1.580.000.
Selulosa mengandung gugus hidroksil yaitu 1 gugus promer dan 2 gugus
sekunder. Dalam hal morfologi serat penampang membujur serat kapas berbentuk
pipih seperti pita terpilin. Penampang melintangnya berbentuk seperti ginjal yang
terdiri dari : kutikula, dinding primer, lapisan antara, dinding sekunder dan lumen.
2.1.1. Sifat Fisika Serat Kapas
Warna serat kapas tidak betul-betul putih. Biasanya sedikit berwarna
krem.
Kekuatan serat / bundelnya adalah 70.000 sampai 96.700 pon / inci
persegi. Dalam keadaan basah, kekuatannya akan bertambah.
Mulurnya sekitar 4-13% dengan rata-rata 7%.
Keliatan (toughness) adalah ukuran yang menunjukkan kemampuan
suatu benda untuk menerima kerja.
Kekakuan (stiffness) adalah daya tahan terhadap perubahan bentuk
atau perbandingan kekuatan saat putus dengan mulur saat putus.
Moisture Regain serat kapas pada kondisi standar adalah 7-8,5%.
Berat jenis serat kapas berkisar 1,50-1,56.
Indeks bias serat kapas yang sejajar sumbu serat 1,58. Sedangkan
yang tegak lurus adalah 1,53.
2.1.2. Sifat Kimia Serat Kapas
Tahan kondisi penyimpanan, pengolahan, dan pemakaian normal.
Rusak oleh oksidator dan penghirolisa.
Rusak cepat oleh asam kuat pekat dan rusak perlahan oleh asam
encer.
Sedikit terpengaruh oleh alkali, kecuali larutan alkali kuat yang
menyebabkan penggelembungan serat.
Larut dalam kuproamonium hidroksida dan kuprietilen diamin.
Mudah terserang jamur dan bakteri dalam keadaan lembab dan
hangat.
2.2 Serat Poliester
Serat poliester merupakan suatu polimer yang mengandung gugus ester dan memiliki keteraturan struktur rantai yang menyebabkan rantai-rantai mampu saling berdekatan,sehingga gaya antar rantai polimer poliester dapat bekerja membentuk struktur yang teratur. Poliester merupakan serat sintetik yang bersifat hidrofob karena terjadi ikatan hidrogen antara gugus – OH dan gugus – COOH dalam molekul tersebut.Oleh karena itu serat poliester sulit didekati air atau zat warna.Serat ini dibuat dari asam tereftalat dan etilena glikol.
Untuk dapat mendekatkan air terhadap serat yang hidrofob,maka kekuatan ikatan hidrogen dalam serat perlu dikurangi. Kenaikan suhu dapat memperbesar fibrasi molekul, akibatnya ikatan hidrogen dalam serat akan lemah dan air dapat mendekati serat.
Disamping sifat hidrofob,faktor lain yang menyulitkan pencelupan ialah kerapatan serat poliester yang tinggi sekali sehingga sulit untuk dimasuki oleh molekul zat warna. Derajat kerapatan ini akan berkurang dengan adanya kenaikan suhu karena fibrasinya bertambah dan akibatnya ruang antar molekul makin besar pula.Molekul zat warna akan masuk dalam ruang antar molekul.
Sifat Fisika Poliester
1. Elektrostatik
Serat poliester sangat menimbulkan elektrostatik selama proses.Selain itu kain poliester bila bersentuhan dengan kulit akan menyebabkan timbulnya listrik statis.Oleh karena itu perlu ditambahkan sifat anti statik pada serat poliester
2. Berat jenis
Serat poliester memiliki berat jenis 1,38 g/cm3.
3. Morfologi
Serat poliester berbentuk silinder dengan penampang melintang bulat, atau sesuai dengan bentuk spineret yang digunakan.
4. Kandungan air
Serat sintetik pada umumnya memiliki kandungan air yang rendah yaitu antara 0-3 % .Serat poliester sendiri memiliki kandungan air 0,4 %
5. Derajat kristalinitas
Derajat kristalinitas adalah faktor penting untuk serat poliester,karena derajat kristalinitas serat sangat berpengaruh pada daya serap zat warna, mulur, kekeuatan tarik,stabilitas dimensi, serta sifat-sifat lainya.
6. Pengaruh panas
Serat poliester tahan terhadap panas sampai pada suhu 220 0C, diatas suhu ini akan memepengaruhi kekuatan, mulur, dan warnanya menjadi kekuningan. Suhu 230-240 C menyebabkan poliester melunak, suhu 260 C menyebabkan poliester meleleh.
7. Sifat Elastis
Poliester memiliki sifat elastisitas yang baik dan ketahanan kusut yang baik.
Sifat Kimia Poliester
Poliester tahan asam lemah meskipun pada suhu mendidih, dan tahan asam kuat dingin. Poliester tahan basa lemah tapi kurang tahan basa kuat. Poliester tahan zat oksidator, alkohol, keton, sabun, dan zat-zat untuk pencucian kering. Polieater larut dalam metakresol panas, asam trifouro asetat-orto-cloro fenol.
N = NO2N NH2
O
O
NH2
NH2
Cibacet Orange 2R(C.I. Disperse Orange 3)
Artisil Direct Violet 2RP(C.I. Dispersi Violet 1)
2.3. Zat Warna DispersiZat Warna dispersi adalah zat warna yang kelarutannya dalam air sedikit
sekali dan merupakan larutan dispersi. Zat warna tersebut digunakan untuk
mewarnai serat-serat tekstil yang hidrofob. Menurut struktur kimianya zat warna
dispersi merupakan senyawa azo atau antrakinon dengan berat molekul yang
kecil dan tidak mengandung gugusan-gugusan pelarut. Dalam perdagangan zat
warna dispersi merupakan senyawa-senyawa aromatik yang mengandung
gugusan-gugusan hidroksil atau amina yang berfungsi sebagai donor atom
hidrogen untuk mengadakan ikatan dengan gugusan-gugusan karbonil dalam
serat, nama-nama zat warna dispersi dalam perdagangan antara lain ; Celliton,
Dispersol, Setacyl, Artysil, Cibacet, dll. Contoh struktur zat warna dispersi :
Pencelupan suhu tinggi (heat temperature) adalah pencelupan dalam larutan
celup dengan menggunakan tekanan, sehingga dapat diperoleh suhu yang tinggi
yaitu sekitar 120–130 0C. Pada pencelupan suhu tinggi dapat digunakan zat-zat
warna dispersi yang ketahanan sinar lebih baik dan sukar menguap, tetapi hanya
terserap sedikit pada pencelupan dibawah 100 0C.
Dengan pencelupan suhu tinggi tidak akan terjadi pengurangan kekuatan
serat selama suasana larutan netral atau sedikit asam, tetapi kerusakan bisa saja
terjadi karena kemungkinan adanya sisa-sisa alkali sewaktu proses pemasakan,
oleh karena itu pencucian setelah proses pemasakan sangatlah perlu dilakukan,
kemudian dibilas dengan air yang mengandung asam asetat untuk memastikan
bahwa tidak ada alkali yang tertinggal.
Untuk zat warna dispersi celupan rata dapat menggunakan suhu 120 0C,
sedangkan zat warna dispersi yang kurang dapat memberikan celupan yang
kurang rata dapat menggunakan suhu 130 0C. Beberapa contoh zat warna
dispersi yang dapat digunakan pada temperatur yang tinggi antara lain :
Dispersol fast yellow GR (C.I. Disperse Yellow 39)
Dispersol fast yellow A (C.I. Disperse Yellow 1)
Dispersol fast Crimson B (C.I. Disperse red 13 )
C
CN
NHN = N
SO3Na
SO3Na
C
N
N
Cl
Cl
Duranol Red X8B (C.I. Disperse Red 11)
Duranol violet RN (C.I. Disperse violet 11)
Duranol Blue G (C.I. Disperse Blue 26)
2.4. Zat Warna ReaktifZat warna reaktif adalah suatu zat warna yang dapat mengadakan reaksi
dengan serat sehingga zat warna tersebut merupakan bagian dari serat. Oleh
karena itu, hasil celupan zat warna reaktif mempunyai ketahanan cuci yang
sangat baik. Demikian pula karena berat molekul zat warna reaktif kecil maka
kecerahan warnanya akan lebih baik daripada zat warna direk.
Menurut reaksi yang terjadi, zat warna reaktif dapat dibagi menjadi 2
golongan:
Golongan 1: Zat warna reaktif yang mengadakan reaksi subtitusi dengan
serat dan membentuk ikatan pseude ester, misalnya : zat warna procion, cibanon,
drimaren dan levafix.
Golongan 2: Zat warna reaktif yang dapat mengadakan reaksi adisi dengan
serat dan membentuk ikatan ester, misalnya : zat warna remasol dan remalan.
Secara umum struktur zat warna yang larut dalam air dapat digambarkan
sebagai berikut :
S – K – P – R – X
S = gugus pelarut misalnya gugus asam sulfonat dan karboksilat.
K = khromofor misalnya sistem yang mengandung gugus azo dan antrakuinon.
P = gugus penghubung antara kromofor dan sistem yang reaktif misalnya gugus
amina dan amida.
R = sistem yang reaktif misalnya pirimidin dan vinil.
X = gugus reaktif yang mudah terlepas dari sistem yang reaktif misalnya gugus
khlor dan sulfat.
Struktur kimia zat warna reaktif dapat digambarkan sebagai berikut :
Kromofor zat warna reaktif mempunyai berat molekul yang kecil agar daya
serap terhadap serat tidak besar sehingga zat warna yang tidak bereaksi dengan
serat mudah dihilangkan. Gugus penghubung dapat mempengaruhi daya serap
dan ketahanan zat warna terhadap asam atau basa. Agar reaksi dapat berjalan
CH3
R
O - Sel
R
D
SO3Na
NHCl
OH
R
dengan baik diperlukan penambahan alkali misalnya Natrium Silikat dan KOH
karena apabila telah dikerjakan dengan alkali bahan akan tahan pencucian dan
penyabunan. Disamping terjadi reaksi antara zat warna dengan serat yang
membentuk ikatan pseude ester dan eter, molekul air juga dapat mengadakan
reaksi hidrolisa dengan molekul zat warna, dengan memberikan komponen zat
warna yang tidak reaktif lagi. Reaksi hidrolisa tersebut akan bertambah cepat
dengan penaikan temperatur.
Reaksi-reaksiReaksi fiksasi
D - NH - + HO – Sel D – NH - + HCl
Reaksi Hidrolisis
R + HOH D – NH - + HCl
Pemakaian zat warna reaktif secara panas yaitu untuk zat warna reaktif yang
mempunyai kereaktifan rendah, misalnya procion H, cibacron dengan sistem
reaktif mono-khlorotriazin, dan remazol denagan sistem reaktif vinil sulfon.
Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi hidrolisa :
1. kereaktifan zat warna. Apabila zat warna reaktifnya tinggi maka zat
warna akan mudah rusak terhidrolisis.
2. kondisi celup.
a. Temperatur. Telah disebutkan diatas bahwa dengan adanya penaikan
temperatur maka reaksi hidrolisa bertambah cepat.
b. pH. Dengan pH yang tinggi maka akan terjadi reaksi hidrolisa yang
tinggi.
c. H2O. reaksi hidrolisa juga akan tinggi jika pemakaian air banyak pula.
Untuk mengurangi terjadinya reaksi hidrolisis maka digunakan metode
penambahan alkali secara bertahap. Hal ini dimaksudkan agar mendapatkan hasil
yang rata dan tua.
III. PERCOBAAN1. Resep Pencelupan
RESEP 1 2 3 4Zw dispersi (%
OWF) 1
Zw Reaktif (% OWF) 1Pendispersi (ml/l) 1
CH3COOH 30% (ml/l) 1Na2CO3 (g/l) 5 10
Pembasah (ml/l) 1NaCl (g/l) 10Vlot (1:X) 1 : 20Metode 1 bath 1 stage 1 bath 2 stage 2 bath 2 stage
Suhu (˚C) 130 ˚ C 130˚C, 80˚C
Resep Pencucian SabunTeepol : 1 cc/lNa2CO3 : 1 g/lSuhu : 60 OCWaktu : 10 menitVlot : 1 : 20
Resep Pencucian R/CNaOH : 1 g/lNa2S2O4 : 2 g/lTeepol : 1 ml/lSuhu : 80 ˚CWaktu : 15 menit
FUNGSI ZAT
Zat warna dispersi : mewarnai serat poliester Zat warna reaktif : mewarnai serat kapas Pendispersi : mendispersikan zat warna ke dalam larutan dan
berfungsi sebagai larutan suspensi dan
menambah kelarutan zat warna
Asam asetat : mengatur pH larutan celup NaCl : membantu mendorong penyeapan zat warna reaktif Na2CO3 : membantu proses fiksasi zat warna reakif
0 10 25 60 70 (menit) 0 15 (menit)
130OCNa2CO3
ZW DispersiZW ReaktifCH3COOHPendispersi
25 60 0 15 (menit)
80OCZW ReaktifPembasahNaCl
Teepol : meratakan dan mempercepat proses pembasahan kain
2. Skema Proses Pencelupan
Metoda 1 bath 1 stage
Metoda 1 bath 2 stage
0 10 25 60 70 (menit)
130OCZW DispersiCH3COOHPendispersi
Na2CO 3
TeepolNa2CO3
Na2CO3
TeepolNa2CO3
NaCl
0 10 25 60 70 (menit)
130OCZW dispersiCH3COOHPendispersiPembasah
Metode 2 bath 2 stage
3. Diagram Alir Percobaan
- Metoda 1 bath 1 stagePersiapan bahan -- pencelupan 1 bath 1 stage dispersi/reaktif --pencucian sabun --pengeringan
- Metoda 1 bath 2 stagePersiapan bahan -- pencelupan disperse--pencelupan reaktif -- pencucian sabun -- pengeringan
- Metoda 2 bath 2 stagePersiapan bahan -- pencelupan dispersi– pencucian R/C--encelupan reaktif--pencucian sabun --pengeringan
4. Data Percobaan
0 10 0 10 25 55 60 (menit) 0 15 (menit)
NaOHTeepolNa2S2O4
Zw reaktifTeepolKain
NaClTeepolNa2CO3
Kain UjiKapas Poliester
Ketuaan Warna Kerataan Warna Ketuaan
WarnaKerataan
WarnaMetode 1 bath
1 stage 2 2 2 2
Metode 1 bath 2 stage 3 3 3 3
Metode 2 bath 2 stage 4 4 4 4
Keterangan grade nilai:1 = jelek2 = kurang3 = cukup4 = baik5 = sangat baik
GRAFIK KETUAAN dan KERATAAN WARNA
kain 1 kain 2 kain 3 kain 40
0.51
1.52
2.53
3.54
4.5
kerataan& ketuaan
IV. DISKUSI
Kain T/C adalah kain yang tersusun atau terdiri dari campuran dua macam
serat,yaitu serat kapas serta serat polyester. Kedua serat ini memiliki sifat yang
berbeda antara satu dan yang lainnya. Diantaranya adalah sifat dari serat polyester
yang bersifat hidrofob karena partikel molekul kain polyester sangat rapat bila
dibandingkan dengan kain dan kain kapas yang bersifat hidrofil, kondisi pH
pencelupan (polyester membutuhkan suasana asam dalam proses
pencelupannya,sedangkan kapas memerlukan suasana basa dalam
pencelupannya), serta perbedaan suhu pencelupan.
Zat warna dispersi akan berikatan fisika dengan serat polyester,sedangkan zat
warna reaktif akan berikatan kovalen dengan serat kapas.Zat warna dispersi sukar
larut dalam air,sehingga pada proses pelarutannya diperlukan zat pembantu berupa
pendispersi yang memiliki fungsi untuk mendispersikan molekul zat warna dispersi.
Pencelupan menggunakan serat campuran memerlukan 2 jenis zat warna yang
kompatibel dengan sifat seratnya.Salah satunya adalah pencelupan serat campuran
T/C yang dapat dicelup dengan zat warna disperse untuk bagian serat poliesternya
dan zat warna reaktif untuk serat kapasnya.
Namun pada pencelupan menggunakan zat warna campuran terdapat beberapa
kendala,diantaranya adalah perbedaan sifat serat dan kondisi pencelupannya.
Sehingga pada pemilihan zat warna campuran harus disesuaikan agar didapatkan
hasil pencelupan yang baik.Selain pemilihan zat warna pemilihan metoda
pencelupan juga dapat dilakukan.
Proses pencelupan zat warna disperse-reaktif menggunakan metode 1 bath 1 stage
dengan zat warna reaktif jenis MCT-zat warna dispersi akan menghasilkan warna
yang muda hal ini disebabkan karena zat warna dan semua zat pembantu
dimasukkan secara bersamaan di awal proses, dan juga kerataan yang dihasilkan
tidak sebaik kain yang dicelup dengan metode 1 bath 2 stage, dan 2 bath 2 stage.
Hal yang harus diperhatikan pada proses ini adalah pemilihan zat warna,kondisi
proses, serta pemilihan zat pembantu.Kita harus memilih zat warna dispersi yang
memiliki penodaan pada serat kapas sekecil mungkin, yaitu zat warna dispersi yang
bermolekul besar yaitu zat warna disperse tipe C atau D. Karena dengan molekulnya
yang besar, zat warna akan semakin hidrofob sehingga akan terjadi tolak menolak
dengan serat kapas dan penodaan semakin kecil.
Untuk mempermudah dalam pencelupan juga, bisa dipilih zat warna reaktif yang
fiksasinya dalam suasana netral, yaitu zat warna reaktif dengan gugus reaktif
mononicotineacid triazin, sehingga pemilihan zat warna disperse tidak perlu zat
warna dispersi yang tahan alkali.
Penggunaan zat warna disperse harus dipilih zat warna disperse yang tahan alkali,
karena diakhir pencelupan akan ada penambahan alkali untuk fiksasi zat warna
reaktif. Sehingga kita harus memilih zat warna disperse antrakuinon yang tahan zat
kimia.
Selain zat warna disperse, pemilihan zat warna reaktif juga harus tepat. Karena
proses pencelupan dilakukan pada suhu tinggi (130˚C), maka kita harus memilih zat
warna reaktif yang tahan suhu tinggi, yaitu zat warna reaktif yang bermolekul sangat
besar (MCT). Karena pada suhu 130oC pori-pori serat akan terbuka lebih lebar dan
jika menggunakan zw reaktif yang bermolekul kecil maka afiinitasnya akan berkurang
yang diakibatkan oleh zat warna yang keluar masuk serat.
Pencelupan zat warna disperse-reaktif menggunakan metode 1 bath 2 stage dengan
zat warna reaktif jenis MCT-zat warna dispersi akan menghasilkan warna
sedang.Metode 1 bath 2 stage memiliki hasil yang lebih baik dari metode 1 bath 1
stage selain dari sisi ekonomi, maupun resiko belang.Pada metode 1 bath 1 stage ini
tidak dilakukan proses pencucian reduksi sehingga masih memungkinkan terjadinya
staining zat warna disperse pada serat kapas.
Pencelupan zat warna disperse- reaktif menggunakan metode 2 bath 2 stage dengan
zat warna disperse-reaktif akan menghasilkan warna celupan yang tua dengan
tingkat kerataan yang baik. Hal ini dikarenakan oleh terpisahnya kedua proses
pencelupan menggunakan 2 jenis zat warna yang berbeda, dalam hal pH ( untuk
pencelupan polyester-suasana asam,untuk pencelupan kapas-suasana alkali),
kondisi pencelupan serta suhu pencelupan.Selain itu juga karena pada proses
pencelupan menggunakan metode 2 bath 2 stage dilakukan proses cuci reduksi.
Untuk mendapatkan hasil celupan yang baik pada proses ini sebaiknya
menggunakan zat warna reaktif yang memiliki 2 gugus fungsi kereaktifan yang sama
maupun berbeda, karena pada prosesnya zat warna reaktif yang memiliki 2 gugus
fungsi reaktif akan mengurangi hidrolisis zat warna dalam air.Karena zat warna
reaktif yang hanya memiliki satu gugus reaktif saja kurang stabil dalam air atau
mudah terhidrolisis dalam air.
V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan yang paling baik untuk pencelupan kain t/c dengan zat
warna dispersi reaktif adalah pencelupan dengan menggunakan metoda 2 bath 2
stage.
VI. DAFTAR PUSTAKATeknologi Pengelantangan, Pencelupan dan Pencapan, ITT Bandung.
Serat-serat Tekstil, ITT Bandung
LAPORAN PRAKTIKUM PENCELUPAN III
PENCELUPAN POLIESTER/KAPAS DENGAN ZAT WARNA DISPERSI FORON YELLOW
Rd DAN REAKTIF EVERCION RED HE-3B DENGAN VARIASI METODA PENCELUPAN
Disusun Oleh
Rifka Khilda (11020060)
Sarah Rosyidah (11020068)
Septiana N. F (11020069)
Wiwin Sri W (11020073)
Grup : 3K-4
Dosen : M. Ichwan, AT,MS.Eng.
Asisten : Priatna
Mia E.
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTILBANDUNG
2014
top related