| Tweet |
1.
MAKSUD
DAN TUJUAN
1.1.
MAKSUD
Melakukan penyempurnaan
tolak air pada kain kapas, poliester, dan polyester/kapas (P/K) dengan
menggunakan resin silicon dan fluorokarbon agar diperoleh kain yang bersifat
menolak air (water repellent) dan melakukan evaluasi hasil penyempurnaan
berdasarkan uji tolak air.
1.2.
TUJUAN
Mempelajari prinsip proses
penyempurnaan tolak air pada kain kapas, poliester, dan polyester/kapas,
mengetahui perbedaan hasil tolak air dengan penggunaan resin silicon dan
fluorocarbon, serta membandingkan hasil tolak air antara kain yang mengalami
pencucian dengan kain yang tidak mengalami pencucian.
2.
TEORI
DASAR
2.1.
SERAT
KAPAS
Kapas
sebagian besar tersusun atas selulosa maka sifat sifat kimia kapas adalah sifat
sifat kimia selulosa. Serat kapas pada umumnya tahan terhadap kondisi
penyimpanan, pengolahan, dan pemakaian yang normal tetapi beberapa zat
pengoksidasi atau penghidrolisa menyebabkan kerusakan berupa penurunan
kekuatan. Asam asam menyebabkan hidrolisa ikatan-ikatan hidrolisa dalam rantai
selulosa membentuk hidroselulosa. Asam kuat dalam larutan meyebabkan degradasi
yang cepat, sedangkan larutan yang encer apabila dibiarkan mengering pada serat
akan menyebabkan penurunan kekuatan. Alkali mempunyai sdikit pengaruh terhadap
kapas, kecuali alkali kuat dengan konsentrasi tingi menyebabkan penggelembungan
yang besar pada serat, seperti proses merserisasi.
Struktur kimia
Analisa serat kapas menunjukkan bahwa serat kapas
terutama tersusun atas selulosa. Selulosa merupakan polimer linier yang
tersusun dari kondensasi molekul-molekul glukosa. Derajat polimerisasi selulosa
pada kapas terdiri dari:
Ë selulosa :
94,0%
Ë proteina :
1,3%
Ë pektat :
1,2%
Ë lilin : 0,6%
Ë abu : 1,2%
Ë pigmen
dan zat lain : 1,7%
Apapun
sumbernya derivat selulosa secara prinsif memiliki struktur kimia yang sama.
Hal ini bisa terlihat pada analisa hidrolisis, asetolisis dan metilasi yang menunjukan
bahwa selulosa pada dasarnya mengandung residu anhidroglukosa. Subsequent
tersebut menyesun molekul glukosa(monosakarida) dalam bentuk β-glukopironase dan berikatan bersama-sama
yang dihubungkan pada posisi 1 dan 4 atom karbon molekulnya. Formula unit
pengulanganya menyerupai selobiosa (disakarida) yang kemudian membentuk
selulosa (polisakarida).
Sifat – sifat Serat
kapas
Sifat Fisika
Ë Warna
Warna kapas tidak betul -
betul putih, biasanya sedikit kream. Warna kapas akan makin tua setelah penyimpanan selama 2-5
tahun. Karena pengaruh cuaca yang lama, debu dan kotoran, warna kapas akan
keabu – abuan strsnya sampai 1,50 – 1,56.
Ë Kekuatan
Kekuatan kapas dipengaruhi oleh kadar selulosa, panjang
rantai, dan orientasinya. Kekuatan serat kapas per bandel rata-rata 96700 pound
per inchi ² dengan minimum 70000 dan maksimum 116000 pound per inchi².
Ë Mulur
Mulur saat putus serat kapas termasuk tinggi, kira-kira
dua kali mulur ram. Mulur rata-rata serat kapas 7%
Ë Keliatan (Toughness)
Keliatan serat kapas relatif tinggi. Sutera dan wol
relatif lebih tinggi.
Ë Kekakuan (Stiffness)
Kekakuan dipengaruhi berat molekul, kekakuan rantai
selulosa, derajat kristalinitas dan terutama derajat orientasi rantai selulosa.
Ë Moisture Regain
Moisture Regain serat kapas berfariasi tergantung kondisi
serat.
Ë Berat Jenis
Berat jenis serat
kapas 1,5-1,56
Ë
Indeks
Bias
Indeks Bias serat kapas sejak sumbu serat 1,58, indeks
bias melintang sumbu serat 1,53.
Sifat Kimia
Kapas sebagian besar tersusun atas selulosa, maka
sifat-sifat kimia kapas pada umumnya tahan terhadap kondisi penyimpanan,
pengolahan dan pemakaian yang normal. Beberapa zat pengoksidasi dan
penghidrolisa akan merusak kapas sehingga kekuatannya menjadi turun. Kerusakn
karena oksidasi dengan terbentuknya oksi selulosa, biasanya terjadi pada
pengelantangan yang berlebihan, penyinaran dalam keadaan lembab atau pemanasan
yang lama pada suhu diatas 140°C .
Asam- asam menyebabkan hidrolisa ikatan-ikatan glukosa
dalam rantai selulosa membentuk hidroselulosa. Asam kuat menyebabkan degredasi
yang cepat, larutan encer menyebabkan penurunan kekuatan. Alkali kuat dengan
konsentrasi tinggi menyebabkan penggelembungan yang besar pada serat. Untuk
menahan penggelembungan serat kapas keluar sehingga lumennya tertutup, irisan
lintang menjadi lebih bulat, puntirannya berkurang dan serat menjadi lebih
berkilau sehingga dilakukan mercerisasi. Denagn hal itu, kapas menjadi lebih
kuat dan afinitas terhadap zat warna menjadi lebih kuat. Kapas mudah diserap
oleh jamur dan bakteri terutama pada keadaan lembab dan pada suhu yang 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 polierter sulit didekati air atau zat warna.Serat ini dibuat
dari asam tereftalat dan etilena glikol.
Reaksi pembentukan polyester
Sifat polyester
Sifat fisika
Ë Elektrostatik
Serat poliester sangat menimbulkan elektrstatik 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
Ë Berat jenis
Berat jenis polyester adalah 1,38 g/cm3.
Ë Kekuatan tarik dan mulur
Kekuatan tarik serat polyester sekitar 4.5 – 7.5 g/denier,
sedangkan mulurnya berkisar antara 25 % sampai 75 %.
Ë Morfologi
Serat poliester berbentuk silinder dengan penampang melintang
bulat.
Ë Moisture Regain
Pada kondisi standar, yaitu RH 65 ± 2 % dan suhu 20
oC ± 1 % moisture regain serat polyester hanya 0.4 % sedangkan RH 100
% moisture regainnya mencapai 0.6 % -
0.8 %
Ë Derajat kristalinitas
Derajat kristalinitas adalah faktor penting untuk serat poliester,karena
derajat kristalinitas serat sangat berpengaruh pada serap zat warna ,mulur,
kekeuatan tarik,stabilitas dimensi, serta sifat-sifat lainya.
Ë Pengaruh panas
Serat poliester tahan terhadap panas sampaipada suhu 220 oC,
diatas suhu ini akanmwemepengaruhi kekuatan, mulur, dan warnanya menjadi
kekuningan. Suhu 230-240 oC menyebabkan poliester melunak, suhu 260 oC
menyebabkan poliester meleleh.
Ë Sifat Elastis
Poliester memiliki sifat elastisitas yang baik dan ketahanan kusut
yang baik.
Sifat Kimia
Ë Ketahanan terhadap asam dan alkali
a. Polister tahan terhadap alkali lemah, tapi kurang tahan terhadap
alkali kuat akan menghidrolisa esternya.
b. Polyester tahan terhadap asam lemah meskipun pada suhu tinggi dan
tahan terhadap asam kuat pada suhu rendah.
Ë Titik leleh polyester pada suhu 2500C dan tidak
menguning pada suhu tersebut.
Ë Zat organik, beberapa zat organic akan melarutkan polieter antara
lain metakresol, asam triflouroasetat–klorofenil dan campuran triokhlorofenol
dengan fenol dan campuran tetra kloro etana dengan fenol.
2.3.
PENYEMPURNAAN
TOLAK AIR
Penyempurnaan tolak air merupakan salah satu
proses penyempurnaan yang tertua dan paling banyak dilakukan pada penyempurnaan
tekstil. Jas hujan, pakaian olahraga, pakaian kerja, berbagai macam bahan
tekstil untuk kegiatan outdoor, bahkan hingga kain pelapis dan kain-kain
berat banyak yang memerlukan penyempurnaan tolak air.
Salah satu prasyarat yang harus dipenuhi untuk
mendapatkan hasil penyempurnaan tolak air yang baik adalah persiapan
penyempurnaan yang baik, mengingat banyaknya zat-zat pembantu tekstil yang
dapat mempengaruhi efek tolak air. Zat-zat tersebut antara lain adalah
surfaktan dan deterjen yang banyak digunakan dalam proses persiapan
penyempurnaan dan pencelupan. Sejumlah kecil surfaktan (0,005%) yang tertinggal
pada bahan sudah dapat mengurangi efek tolak air secara nyata. Ini menunjukkan
betapa penting sesungguhnya penghilangan zat-zat tersebut secara tuntas dan
sempurna dari bahan yang akan dikerjakan penyempurnaan tolak air. Campuran deterjen anionik dan non-ionik telah terbukti ampuh menghilangkan
sisa-sisa zat-zat hidrofilik yang tidak dapat dihilangkan dari bahan dengan
pembilasan biasa.
Tergantung pada tujuan akhir pemakaiannya maka
pengujian tolak air dapat dilakukan dengan cara uji siram atau Bundesmann. Uji
siram tidak dapat memberikan hasil secara eksak akan tetapi memungkinkan
dilakukannya evaluasi kemampuan tolak air kain secara sederhana dan cepat. Cara
uji ini hanya sesuai untuk produk dengan daya tolak air cukup hingga sedang,
karena cara ini tidak lagi mampu membedakan antara yang sedang dan baik.
Untuk produk dengan spesifikasi tolak air tinggi
cara uji yang digunakan biasanya adalah Bundesman, dan suatu produk dikatakan
memiliki daya tolak air tinggi bila rating-nya mendekati lima, misalnya
untuk jas hujan, yang artinya setelah 10 menit uji hujan Bundesmann (suatu
kondisi yang ekivalen dengan hujan lebat selama 2 jam atau hujan biasa selama
24 jam terus-menerus) tidak ada tanda basah yang tampak pada kain.
Konstruksi kain memiliki peran menentukan
ketahanan-rembes (impermeability) kain. Bila kerapatan kain dirasa
kurang dan masih memungkinkan terjadinya perembesan, maka perlu dipertimbangkan
untuk menggunakan zat pengisi berupa dispersi polimer yang akan bekerja
”menambal“ pori-pori kain yang terlalu besar. Namun demikian, perlu diingat
bahwa penutupan pori-pori tersebut oleh zat pengisi juga berakibat pada
berkurangnya daya tembus udara yang dapat mengurangi kenyamanan pakai kain, dan
ini menjadi penting terutama untuk produk-produk sandang.
Beberapa zat kimia yang dapat digunakan untuk
menghasilkan efek tolak air baik yang permanen ataupun semi-permanen antara
lain adalah emulsi parafin yang mengandung garam-garam aluminum (Ramasit K),
emulsi parafin yang mengandung garam-garam zirkonium (Pesristol E), senyawa
N-metilol urea dengan residu asam lemak tinggi (Persistol HP; asam lemak: C17H35-CO-),
hidrogenmetil atau dimetil polisiloksan, dan senyawa fluorokarbon. Berbeda
dengan senyawa-senyawa tolak air lain, fluorokarbon juga memiliki kemampuan
untuk menolak minyak.
Dari pemahaman kita mengenai peristiwa dan teori
pembasahan permukaan bahan dapat disimpulkan bahwa pembasahan dapat dicegah
dengan cara menurunkan tegangan permukaannya, dan ini dapat dilakukan dengan
cara memodifikasi sifat permukaan bahan. Salah satu caranya adalah dengan
melapisi permukaan bahan dengan suatu lapisan film yang tegangan permukaannya
lebih rendah. Cara lain adalah dengan menempelkan secara tegak lurus
molekul-molekul pendek yang salah satu ujungnya memiliki gugus penolak air pada
permukaan bahan membentuk semacam bulu-bulu molekuler bersifat hidrofobik.
Dengan cara ini sifat-sifat mekanik seperti kelenturan dan kelemasan kain serta
daya tembus udara (yang berhubungan dengan kenyamanan pakai kain) tidak
terpengaruh. Baik lapisan film maupun bulu-bulu molekuler, keduanya membutuhkan
sifat hidrokarbon (dengan gugus-gugus yang memiliki tegangan permukaan lebih
rendah seperti =CH2, -CH3 atau rantai-rantai yang
diperfluorinasi) untuk menurunkan tegangan permukaan serat hingga mampu menolak
air.
3.
PERLAKSANAAN
PERCOBAAN
3.1
ALAT
DAN BAHAN
|
Alat-alat
yang digunakan :
|
Bahan
yang digunakan :
|
|
·
Gelas piala 500 ml
·
Gelas ukur 100 ml
·
Pipet volum
·
Pengaduk
·
Nampan plastik
·
Kompor gas
·
Timbangan digital
·
Mesin stenter
·
Mesin padder
·
Setrika
·
AATCC Spray Tester
|
·
Kain kapas
·
Kain poliester
·
Kain polyester/kapas (P/K)
·
Silicon (A Pole AQ-88N)
·
Fluorokarbon (Eskaguard AFO)
·
CH3COOH 60%
·
BT 350
·
Dekatalys
|
3.2
DIAGRAM
ALIR
 |
3.3
RESEP
PERCOBAAN
Larutan
penyempurnaan tolak air
Resin water repellent = 20-80 g/L
CH3COOH 60% = 2 ml/L
BT 350 (resin anti kusut) = 30-70 g/L
MgCl2.10H2O
(Dekatalys) = 20%
dari resin
WPU =
65 %
Pre drying =
100 0C, 3 menit
Curing =
150 0C, 4 menit
Tabel pembagian resep penyempurnaan tolak air
:
|
Kain
|
Resin
Water Repellent
|
|||||
|
Silicon
(A Pole AQ-88N)
|
Fluorocarbon
(Eskaguard AFO)
|
|||||
|
40
g/L
|
50
g/L
|
60
g/L
|
40
g/L
|
50
g/L
|
60
g/L
|
|
|
Kapas
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Poliester
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
P/K
|
*
|
13
|
*
|
*
|
14
|
*
|
Larutan pencucian
Teepol =
2 g/L
Na2CO3 = 2 g/L
Vlot =
1 : 30
Suhu =
80 0C
Waktu =
15 menit
3.4
FUNGSI
ZAT
Eskaguard AFO = resin tolak air yang akan berpolimerisasi
membentuk
lapisan film dipermukaan serat sehingga
menghalangi air
untuk meresap kedalam serat
CH3COOH 60% = memberi suasana asam agar resin dapat bekerja
optimal
BT 350 = merupakan resin anti kusut
yang dasarnya adalah polimer
yang digunakan dalam proses kimia untuk memperbaiki
sifat ketahanan kusut dari kain selulosa dan
sintetik
Dekatalys = katalis dari jenis garam asam yang
banyak digunakan
pada penyempurnaan resin, menghasilkan HCl untuk
memberi suasana asam dalam polimerisasi
resin BT 350
Teepol = menghilangkan kotoran pada
kain
Na2CO3
= memberikan suasana alkali
pada pencucian, membantu
menghilangkan
sisa-sisa zat kimia yang menempel pada
permukaan kain
3.5
SKEMA
PROSES
 |
3.6
PERHITUNGAN
RESEP
Larutan
Penyempurnaan Tolak Air
Jumlah larutan = 300 ml (untuk 3 kain)
Eskaguard AFO = 50 g/1000 ml x 300 ml = 15 g
CH3COOH 60% = 2 ml/1000 ml x 300 ml
= 0,6 ml
CH3COOH yang tersedia adalah 98%,
jadi :
CH3COOH yang diperlukan = 60%/98% x 0,6 ml = 0,37 ml
BT 350 (resin anti kusust) = 20 g/1000 ml x 300 ml = 6 g
Dekatalys =
20/100 x 6 g = 1,2 g
Larutan pencucian
Berat
bahan = 3,58 g
Jumlah
larutan = berat bahan x vlot
=
3,58 g x 30
=
107,4 ml
=
108 ml
Teepol
= 2 g/1000 ml x 108 ml =
0,216 g
Na2CO3
= 2 g/1000 ml x 108 ml =
0,216 ml
3.7
CARA
KERJA
·
Menyiapkan alat-alat dan bahan-bahan yang
akan digunakan dalam proses penyempurnaan tolak air.
·
Melakukan uji tolak air/uji siram pada kain
blanko sebagai pembanding.
·
Menghitung dan menimbang kebutuhan zat-zat kimia berdasarkan resep yang telah
ditentukan untuk larutan penyempurnaan sebanyak 300 ml.
·
Menambahkan air dingin sebanyak ± 100 ml kedalam
gelas piala yang telah berisi resin eskaguard AFO sambil diaduk pelahan untuk mencegah penggumpalan.
·
Menambahkan ke dalam piala gelas tersebut MgCl2 yang telah dilarutkan dengan air dingin (± 50–60 ml) sambil diaduk-aduk agar merata ke seluruh
bagian larutan, lalu tambahkan resin anti kusut (BT 350) kemudian
tanbahkan CH3COOH 60% dan tambahkan sejumlah air hingga volume larutan menjadi 300 ml.
·
Memindahkan larutan penyempurnaan yang telah
disiapkan ke dalam baki plastik yang tersedia, lalu rendam kain di dalamnya
hingga seluruh bagiannya terbasahi, dan lewatkan di antara rol-rol benam peras (padding dengan WPU 65%) sebanyak dua kali.
·
Keringkan
kain (pre drying) dengan mesin stenter suhu 100 0C selama 3 menit dan dilanjutkan dengan pemanasawetan (curing) suhu 150 0C selama 4 menit
dengan menggunakan mesin stenter.
·
Kerjakan
penyabunan dan pencucian untuk menghilangkan sisa-sisa resin yang tidak berpenetrasi
dan hanya menempel di permukaan serat agar tidak mengurangi sifat pegangan kain
dan untuk menghilangkan formaldehida bebas yang masih menempel pada kain, lalu
keringkan dengan mesin stenter.
·
Kain
contoh selanjutnya dikondisikan untuk pengujian dan evaluasi mutu kain sebelum
dan sesudah pencucian berulang berdasarkan standar pengujian yang telah
dipelajari (AATCC, SNI, atau ISO). Pengujian yang dilakukan yaitu uji tolak air dengan alat AATCC Spray
Tester.
3.8
DATA
PERCOBAAN
Tabel
3.1 Data Uji Siram Pada Kain Kapas, Poliester, dan P/K (Resin Silikon)
|
Silicon (A Pole AQ-88N)
|
||||||
|
Kain
|
Konsentrasi
(g/L)
|
Nilai Uji Siram
|
% perubahan nilai uji siram
|
|||
|
Awal
|
Akhir
|
|||||
|
Tanpa pencucian
|
Dengan pencucian
|
Tanpa pencucian
|
Dengan pencucian
|
|||
|
Kapas
|
40
|
0
|
0
|
0
|
~
|
~
|
|
|
50
|
0
|
0
|
~
|
~
|
|
|
|
60
|
0
|
0
|
~
|
~
|
|
|
Poliester
|
40
|
50
|
50
|
50
|
0
|
0
|
|
|
50
|
50
|
50
|
0
|
0
|
|
|
|
60
|
50
|
70
|
0
|
40
|
|
|
P/K
|
40
|
50
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|
50
|
70
|
50
|
40
|
0
|
|
|
|
60
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
0 comments:
Posting Komentar