Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam

Tweet

I.            MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud  : Memberikan warna pada kain nilon dengan zat warna asam menggunakan dengan memvariasikan resep pencelupan untuk mendapatkan hasil celupan yang rata, tahan luntur yang baik dan bersifat permanent.

Tujuan     : Membandingkan hasil pencelupan dengan berbagai variasi celupan sehingga diperoleh  hasil celupan yang paling baik.

II.         TEORI DASAR

A. NILON (Nilon “66”)

Nilon yang dibuat dari asam adipat COOH(CH₂)₄COOH dengan heksametilena diamina H₂N(CH₂)₆NH₂ disebut nilon 66, sebab asam dan diaminanya masing-masing mempunyai 6 atom karbon. Nilon sejenis dapat dibbuat pula, misalnya heksametilena diamina dengan asam sebasat HOOC(CH₂)₈COOH yang dikenal dengan nilon 610.

Poliamida (nilon) lain yang dikenal sebagai nilon 6 dibuat dari kaprolaktan

Sejenis dengan nilon 6 dikenal dengan nilon 7 dan nilon 11. selain poliamida alifatik, akhir-akhir ini diproduksi pula poliamida aromatic yang terutama mempunyai sifat lebih tahan panas disbanding poliamida biasa.

Serat nilon dibuat dengan tujuan yang berbeda. Nilon untuk kepeluan industri mempunyai kekuatan yang sangat tnggi dengan mulur yang kecil, sedang yang situnjukan pakaian mempunyai kekutan yang lebih rendah sedang mulur yang lebih tinggi.

a.       kekuatan dan mulur

Bergantung pada jenisnya nilon mempunyai kekutan dan mulur berkisar dari 8,8 gram per denier dan 18 % sampai 4,3 gram per denier dan 45 %. Kekutan besahnya 80-90 % kekutan kering.

b.      Tahan gosokan dan tekukan

Nilon mempunyai tahan tekukan dan gosokan yang tinggi. Tahan gosokan nilon ±    4 – 5 kali tahan gosokan wol.

c.       Elastisitas

Nilon selain mempunyai mulur tinggi (22 %), juga mempunyai elastisitas yang tinggi.. pada penarikan 8 % nilon elastisitas 100 %, dan pada penarikan sampai 16 %, nilon masih mempunyai elastisitas 91 %.

d.      Berat jenis

Berat jenis nilon 1,14.

e.      Titik leleh

Nilon meleleh pada suhu 263 ⁰C dalam atmosfir nitrogen, dan diudara meleleh pada suhu 250 ⁰C. Oleh karena itu titik lelehnya tidak begitu tinggi apabila suhu seterika terlalu tinggi, seratnya akan menempel. Apabila suhu seterika lebih dari 180 ⁰C serat nilon mulai lengket dan apabila lebih dari 230 ⁰C serat nilon akan rusak. Nilon dalam pemanasan di udara pada suhu 150 ⁰C selama 5 jam akan merubah kekuning-kuningan, tapi masih agak lebih baik dibandingkan dengan wol dan sutera. Apabila dibakar nilon akan meleleh dan tidak membantu pembakaran.

f.        Sifat Kimia

Nilon tahan tehadap pelarut-pelarut dalam pencucian kering. Nilon tahan terhadap asam-asam encer, tapi dengan asam klorida peat mendidih selama bebarapa jam, aka terurai menjadi asam adipat dan heksametilena diamonium hidroksida.

Nilon sangat tahan tehadap basa. Pengerjaan dengan laritan NaOH 10 %  pada suhu 85 ⁰C selama 10 jam hanya mengurangi kekuatan nilon sebanyak 5 %. Pelarut-pelarut yang biasa untuk melarutkan nilon adalah asam formiat,kresol dan fenol.

g.       Sifat biologi

Nilon tahan terhadap serangan jamur, bakteri dan serangga.

h.      Moisture Regain

pada kondisi standard (HH 65 % dan suhu 21 ⁰C) moisture regain nilon 4,2 %.

i.         Kilau

Sebelum penarikan nilon suram, tapi setelah penarikan seratnya berkilau dan cerah. Apabila diinginkan serat yuang agak suram kedalam campuran polimerisasinya ditambahkan titanium dioksida.

j.        Pengaruh sinar

Nilon seperti serat tekstil lainnya akan terdegradai oleh pengaruh sianr tapi ketahanannya masih jauh baik disbanding sutera. Dalam penyinaran selama lebih dari 16 minggu, suteraberkurang kekuatannya 85 %, nion biasa 23 %, nilon agak suram 50 % dan kapas hanya 18 %.                                                

k.       Sifat listrik

nilon merupakan isolator yang baik, sehingga dapat menimbulkan listrik static.

Nilon dapat dicelup dengan zat warna yang dapat mencelup wol dan sutera seperti zat warna asam dan kompleks logam. Zat warna basa juga dapat dipergunkan untu mencelup nilon tapi tahan luntur warnanya terhadap sinar dan pencuciannya jelek. Sedangkan zat warna direk, belerang dan bejana afinitasnya terhadap nilon kecil. Selain itu nilon dapat dicelup dengan baik mempergunakan zat warna disperse maupun disperse reaktif.

B. Zat Warna Asam

Zat warna asam adalah zat warna yang pada proses pencelupannya  mempergunakan asam untuk membantu penyerapan zat warna, atau zat warna yang merupakan garam natrium asam-asam organik dimana anionnya merupakan komponen yang berwarna.

Zat warna asam mempunyai afinitas terhadap serat protein dan poliamida misalnya wol dan nylon. Beberapa zat warna asam akan mencelup juga serat-serat selulosa karena bentuk dan dasar molekulnya hampir serupa.

Struktur kimia zat warna asam

Struktur kimia zat warna asam menyerupai zat warna direk, merupakan senyawa yang mengandung gugusan-gugusan sulfonat atau karboksilat, sebagai gugus pelarut.

Menurut kimiawinya zat warna asam dapat digolongkan sebagai berikut :

M.Golongan 1

Yakni zat warna asam derivat trifenilmetan misalnya Xylene Blue VS ( C.I. Acid Blue )

C

NaO3S

SO3Na

+ N(C2H5)2

N(C2H5)2

 

M.Golongan 2

+ N (C2H5)2

Yakni zat warna asam derivat Xanten misalnya Lissamine Rhodamine B ( C.I. Acid Red 52 )

SO3Na

O

C

(C2H5)2 N

SO3Na

 

M.Golongan 3

Yakni zat warna asam yang merupakan senyawa-senyawa nitroaromatik, misalnya Naphtol Yellow 1 ( C.I. Acid Yellow 1 )

ONa

NO2

NaO3S

NO2

 

M.Golongan 4

Yakni zat warna asam yang merupakan senyawa-senyawa Azo misalnya Azo-Garanine 2G ( C.I. Acid Red 1 )

NH.CO.CH3

CH

SO3Na

SO3Na

N=N

 

M.Golongan 5

C

N

C

N=N

SO3Na

HO. C

N=N

NaO3S

COOH

Yakni zat warna asam yang mempunyai inti pirazplon, misalnya Tartrazine

M.Golongan 6

NH2

O

NH2

O

OH

NaO3S

SO3Na

Yakni zat warna asam derivat antrakwinon, misalnya Solvay Blue B ( C.I. Acid Blue 45 )

Menurut cara pemakaiannya zat warna asam dapat digolongkan sebagai berikut :

h.Golongan 1 ( LEVELLING )

Yakni zat warna asam yang memerlukan asam kuat dalam pencelupannya misalnya dengan asam formiat atau asam sulfat agar pH larutan celup dapat mencapai 3,5 - 4,5 sehingga penyarapan zat warna lebih besar. Zat warna golongan ini sering disebut zat warna asam terdispersi molekuler atau zat warna asam celupan rata, yang pada umumnya mempunyai ketahanan sinar yang baik tetapi ketahanan cucinya kurang.

h.Golongan 2 (SUPER MILING )

Yakni zat warna asam yang memerlukan asam lemah dalam pencelupannya, misalnya asam asetat, untuk memperoleh pH antara 5,2 – 6,2. Penambahan elektrolit kedalam larutan celup akan memperbesar penyerapan hingga sukar memperoleh celupan rata. Zat warna ini mempunyai sifat lebih mudah membentuk larutan koloidal.

h.Golongan 3 ( MILLING )

Yakni zat warna asam yang tidak memerlukan panambahan asam dalam pencelupannya. Pada temperatur rendah zat warna ini terdispersi koloidal, meskipun pada temperatur mendidih akan terdispersi molekuler.

Zat warna ini sering disebut zat warna asam milling, zat warna asam celupan netral atau zat warna asam berkatahanan baik

III.                PRAKTIKUM

1.      Alat dan Bahan

û Beaker 500 ml & pengaduk kaca

û Termometer

û Pipet  volume 1 ml & 10 ml

û Gelas ukur 100 ml

û Gelas piala 100 ml

û Timbangan digital

û Bunsen, kaki tiga, kasa

û Kain Poliamida

2.      Diagram alir praktek

Poliamida bersih

Heat setting (180 0C ; 1 ‘)

Pencelupan Exhaust

Pencucian

Pengeringan

Evaluasi

 

3.      Resep

a.     Heat Setting

180 ^oC ; 1 menit

b.    Proses Pencelupan

Zat yang dipakai	Resep 1	Resep 2	Resep 3	Resep 4
ZW asam (%) (Super Milling)	1	1	2	2
Asam asetat 30% (ml/L)	2	3	3	4
Perata anionik (ml/L)	1	1	1	2
Vlot	1 : 30
Suhu ; Waktu	90 0C ; 20 menit

c.     Pencucian Sabun

*   Sabun                   : 1 ml/L

*   Na₂CO₃                                 : 0,5 g/L

*   Vlot        1 : 20

*   80 ^oC ; 10 menit

4.      Fungsi Zat

û  ZW asam      : untuk mewarnai bahan

û  CH₃COOH    : memberi suasana asam pada proses pencelupan.

û  Perata          : untuk menghambat penyerapan zat warna agar pendistribusiannya menjadi rata.

û  Sabun           : untuk menghilangkan zat warna yang menempel pada permukaan serat sehingga daya tahan luntur hasil pencelupan tinggi.

û  Na₂CO₃         : beri suasana alkali pada proses pencucian

5.      Perhitungan resep

û  Proses Pencelupan

Ø  RESEP 1

Berat bahan     = 3,03 g

ZW asam           = 1 % x 3,03 g     = 0,0303 g

                              (diencerkan 1 g dalam 100 ml) à dipipet 3,03 ml

Volume larutan = 30 x 3,03 g     ≈ 90,9 ml

As.asetat 30% = 2 ml/L x 90,9 ml = 0,2 ml

Perata anionik = 1 ml/L x 90,9 ml = 0,1 ml

Ø  RESEP 2

Berat bahan     = 3,03 g

ZW asam           = 1 % x 3,03 g     = 0,0303 g

                              (diencerkan 1 g dalam 100 ml) à dipipet 3,03 ml

Volume larutan = 30 x 3,03 g     ≈ 90,9 ml

As.asetat 30% = 3 ml/L x 90,9 ml = 0,3 ml

Perata anionik = 1 ml/L x 90,9 ml = 0,1 ml

Ø  RESEP 3

Berat bahan     = 3,11 g

ZW asam           = 2 % x 3,11 g     = 0,0622 g

                              (diencerkan 1 g dalam 100 ml) à dipipet 6,22 ml

Volume larutan = 30 x 3,11 g     ≈ 93,3 ml

As.asetat 30% = 3 ml/L x 93,3 ml = 0,3 ml

Perata anionik = 1 ml/L x 93,3 ml = 0,1 ml

Ø  RESEP 4

Berat bahan     = 3,14 g

ZW asam           = 2 % x 3,14 g     = 0,0628 g

                              (diencerkan 1 g dalam 100 ml) à dipipet 6,28 ml

Volume larutan = 30 x 3,14 g     ≈ 94,2 ml

As.asetat 30% = 4 ml/L x 94,2 ml = 0,4 ml

Perata anionik = 2 ml/L x 94,2 ml = 0,2 ml

û  Proses  Cuci Reduksi

Berat bahan              = (3,03 + 3,03 + 3,11 + 3,14) g

= 12,24 g

Volume larutan        = 20 x 12,24 g     ≈ 244,8 ml

Sabun                          =  1    ml/L x 244,8 ml = 0,25 ml

Na₂CO₃                        = 0,5 ml/L x 244,8 ml = 0,12 ml

6.      Skema Proses

     

Perata Asam

90 0C

30 0C

10 I

60 0C

20 I

10 I

20 I

20 I

5 I

ZW

Asam

Proses Pencelupan

     

80 0C

30 0C

20 menit

10 menit

5 menit

Sabun Na2CO3

Proses Pencucian

7.      Cara kerja

1)        Timbang bahan dan kebutuhan zat

2)        Masukkan perata anionik, asam (sebagian dari yang dibutuhkan) serta bahan dalam gelas ukur 100 ml, lalu aduk-aduk agar pembasahan merata selama 10 menit

3)        Masukkan ZW dalam larutan celup sambil mengangkat bahan agar ZW tidak langsung mengenai bahan.

4)        Panaskan larutan celup secara perlahan dan kelajuan suhu tetap sedemikian hingga mencapai suhu 60 ⁰C selama 20 menit.

5)        Saat mencapai suhu 60 ⁰C, masukkan asam (sebagian yang lain sehingga jumlah asam yang dimasukkan sama dengan kebutuhan berdasarkan resep).

6)        Aduk larutan agar pewarnaan merata, dengan tetap pertahankan suhu 60 ⁰C selama 10 menit.

7)        Panaskan larutan celup secara perlahan dan kelajuan suhu tetap sedemikian hingga mencapai suhu 90 ⁰C selama 20 menit.

8)        Aduk larutan agar pewarnaan merata, dengan tetap pertahankan suhu 90 ⁰C selama 20 menit.

9)        Matikan pemanas, biarkan larutan mendingin selama 5 menit.

10)     Bilas, lalu lakukan prose pencucian pada suhu 80 ⁰C selama 10 menit.

11)     Keringkan

12)     Evaluasi.

Baca Artikel lainya: