Lap. Pencelupan (Reaktif Panas)

LAPORAN PRAKTIKUM

PENCELUPAN DAN PEWARNAAN TEKSTILPENCELUPAN KAPAS

DENGAN ZAT REAKTIF PANAS

Disusun oleh :

1. Ali Mahmut (13050026)

2. Desi Putri Fajriyah (13050027)

3. Ernis Zulfaidah (13050028)

Dosen : M. Ichwan, AT, MS,Eng

Asisten dosen : -Ika NataliaM.,S.ST.

-Anna S.

DIII TEKNOLOGI PRODUKSI TEKSTIL

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL

BANDUNG2014PENCELUPAN KAPAS

DENGAN ZAT REAKTIF PANAS

I. MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud :

Mencelup kain kapas dengan menggunakan zat warna reaktif panas dengan metode perendaman (exhaust).

Tujuan :

a. Untuk memperoleh hasil yang maximal pada pencelupan dengan zat warna yang terbaik pada reaktif panas pada bahan kapas (selulosa), dengan mempergunakan resep : Zat warna reaktif panas (Evercion navy blue) Zat pembasah Na2CO3 Na2SO4 Sabun Fixing agent CH3COOHb. Untuk mengetahui cara pencelupan dengan menggunakan zat warna reaktif panas.

c. Untuk mengetahui kerataan warna dan ketuaan warna dengan menggunakan zat warna reaktif panas pada pencelupan bahan kapas.

II. TEORI PENDEKATAN

A. Serat kapas

Serat kapas merupakan serat alam dengan komposisi sebagai berikut:

1. Selulosa

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. Selulosa terdapat pada dinding primer dan dinding sekunder., gugus OH primer pada selulosa merupakan gugus fungsi yang berperan untuk mengadakan ikatan dengan zat warna direk berupa ikatan hidrogen.2. Pektin

Pektin adalah karbohidrat dengan berat molekul tinggi dan mempunyai struktur molekul seperti selulosa. Terutama terdiri dari susunan linier asam d-galakturonat dalam garam-garam kalsium dan besi yang tidak larut. Selulosa pecah menjadi glukosa, tetapi pektin terurai menjadi galaktosa, pentosa, asam poligalakturonat, dan metil alkohol.

3. Zat-zat yang mengandung protein

Diperkirakan bahwa zat-zat ini merupakan sisa-sisa protoplasma yang tertinggal di dalam lumen setelah selnya mati ketika buah membuka.4. Lilin

Lilin merupakan lapisan pelindung yang tahan air pada serat-serat kapas mentah. Lilin seluruhnya melelh pada dinding primer.

5. Abu

Abu timbul kemungkinan karena adanya bagian-bagian daun, kulit buah, dan kotoran-kotoran yang menempel pada serat. Abu tersebut mengandung magnesium, kalsium, atau kalium karbonat, fosfat, atau klorida, dan garam-garam karbonat yang merupakan bagian terbesar.

Serat kapas mempunyai karakter-karakter sebagai berikut :

1. Dalam hal morfologi serat

a. Penampang membujur

Bentuk membujur serat kapas adalah pipih seperti pita terpilin. Terdiri dari

bagian-bagian :

Dasar

Berbentuk kerucut yang selama masa pertumbuhan serat , tertanam di antara sel-sel epidermis.

Badan

Merupakan bagian utama serat kapas yang mempunyai diameter sama, berdinding tebal, dan mempunyai lumen.

Ujung

Ujung serat merupakan bagian yang lurus dan mengecil, dengan sedikit konvolusi dan juga memiliki lumen.b. Penampang melintang

KutikulaKutikula merupakan lapisan terluar yang mengandung lilin, pektin, dan protein, yang tahan air, dan melindungi bagian dalam serat.

Dinding primerMerupakan dinding sela yang asli yang mengandung selulosa, pektin, protein, dan zat yang mengandung lilin. Selulosa ini berbentuk benang-benang yang sangat halus ataau fibril yang susunannya membentuk spiral dengan sudut 65-70o mengelilingi sumbu serat.Lapisan antara

Merupakan lapisan pertama dari dinding sekunder dan strukturnya sedikit berbeda dengan dinding primer maupun sekunder.

Dinding sekunder

Merupakan lapisan-lapisan selulosa yaitu fibril-fibril yang membentuk spiral dengan sudut 20-30o mengelilingi sumbu serat.

Lumen

Merupakan ruang kosong di dalam serat yang bentuk dan ukurannya berbeda untuk tiap serat. Lumen berisi zat-zat pada sisa protoplasma yang sudah kering dengan komposisi terbesarnya adalah nitrogen2. Dalam hal dimensi serat

a. Panjang

Perbandingan panjang dan diameter serat kapas pada umumnya bervariasi dari 1000:1 sampai 5000:1

b. Diameter

Diameter asli serat kapas yang masih hidup relatif konstan. Tetapi tebal dinding sel sangat bervariasi dan hal ini menimbulkan variasi yang besar dalam hal ukuran dan bentuk karakteristik irisan melintang.

3. Dalam hal kedewasaan serat

Kedewasaan serat dapat dilihat dari tebal tipisnya dinding sel. Semakin dewasa serat, dinding selnya semakin tebal. Serat dianggap dewasa bila tebal dinding lebih besar dari pada lumennya.

4. Sifat fisika

a. Warna

Warna serat kapas tidak betul-betul putih. Biasanya sedikit berwarna krem. Pengaruh cuaca yang lama, debu, dan kotoran dapat menyebabkan warna keabu-abuan. Sedangkan jamur dapt mengakibatkan warna puih kebiru-biruan yang tidak hilang dalam pemutihan.

b. Kekuatan

Kekuatan serat per bundelnya adalah 70.000 sampai 96.700 pon per inci persegi. Dalam keadaan basah, kekuatannya akan bertambah.c. Mulur

Mulurnya sekitar 4-13% dengan rata-rata 7%.d. Keliatan ( toughness )

Keliatan adalah ukuran yang menunjukkan kemampuan suatu benda untuk menerima kerja.

e. Kekakuan ( stiffness )

Kekakuan adalah daya tahan terhadap perubahan bentuk atau perbandingan kekuatan saat putus dengan mulur saat putus.

f. Moiture Regain

MR serat kapas pada kondisi standar adalah 7-8,5%.

g. Berat jenis

Berat jenis serat kapas berkisar 1,50-1,56.

h. Indeks bias

Indeks bias serat kapas yang sejajar sumbu serat 1,58. Sedangkan yang tegak lurus adalah 1,53.

5. Sifat kimia

Sifat-sifat kimia serat kapas merupakan sifat-sifat kimia selulosa, yaitu :

a. Tahan kondisi penyimpanan, pengolahan, dan pemakaian normal.

b. Rusak oleh oksidator dan penghirolisa.

c. Rusak cepat oleh asam kuat pekat dan rusak perlahan oleh asam encer.

d. Sedikit terpengaruh oleh alkali, kecuali larutan alkali kuat yang menyebabkan penggelembungan serat.

e. Larut dalam kuproamonium hidroksida dan kuprietilen diamin.

f. Mudah terserang jamur dan bakteri dalam keadaan lembab dan hangat.

B. ZAT WARNA

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, contoh strukturnya adalah jenis mono kloro triazin (MCT) sebagai berikut :Gambar 1.struktur zat warna reaktif panas (MCT)Zat warna reaktif panas antara lain procion H, Drimarene X, sumifik, remazol , sumifik supra dan Drimarene Cl. Zat warna procion H dan Drimarene x yang masing-masing mempunyai sistem reaktif triazin dan primidin termasuk zat warna reaktif yang bereaksi dengan serat melalui mekanisme substitusi nukleofilik (SN)2 sebagai berikut :Gambar 2.mekanisme reaksi substitusi nukleofilik (SN2)

Kelemahan zat warna reaktif selain mudah rusak terhidrolisis juga hasil celupnya kurang tahan terhadap pengerjaan asam, sebagai contoh bila hasil celup dilakukan proses penyempurnaan resin finish dalam suasana asam maka ketuaan warna hasil celupnya akan sedikit turun.

Zat warna reaktif yang kelompok kedua yaitu sumifik dan remazol merupakan jenis zat warna reaktif yang bereaksi dengan serat melalui mekanisme adisi nukleofilik

Gambar 3.reaksi fiksasi dan hidrolisis zat warna reaktif jenis vinil sulfon

Faktor-faktor yang mempengaruhi pada proses pencelupan dengan zat warna reaktif panas adalah sebagau berikut :

Alkali

Untuk dapat bereaksi, zat warna memerlukan penambahan alkali yang berguna untuk mengatur suasana yang cocok untuk bereaksi, mendorong pembentukan ion selulosa, serta untuk menetralkan asam-asam hasil reaksi. Dan diperlukan untuk fiksasi membentuk ikatan Kovalen Suhu

Suhu dalam pencelupan memberikan pengaruh sebagai berikut

Mempercepat pencelupan

Mempercepat migrasi, yakni perataan zat warna dari bagian-bagian yang tercelup tua ke bagian-bagian yang tercelup muda sehingga terjadi kesetimbangan.

Mendorong terjadinya reaksi antara serat dengan zat warna pada pencelupan dengan menggunakan zat warna reaktif panas, akan tetapi kenaikan suhu pada proses pencelupan mempengaruhi reaksi hidrolisa.

Bentuk dan ukiran molekul zat warna

molekul zat warna yang datar memberikan daya tembus pada serat tetapi setiap penambahan gugus kimianya yang merusak sifat datar tersebut akan mengakibatkan daya tembus zat warna berkurang.

Besar kecilnya atau penambahan sesuatu zat warna akan mempengaruhi kecepatan celupnya. Molekul zat warna yang memanjang mempunyai daya untuk melewati pori-pori dalam serat lebih baikdari pada molekul-molekul yang melebar.

Molekul zat warna yang besar akan mempunyai ketahanan cuci yang lebih baik.

pH

pH dalam pencelupan dengan zat warna reaktif panas sangat berpengaruh karena zat warna reaktif panas memerk\lukan suasana pH yang cocok untuk bereaksi. Dan apabila dilakukan pada pH alkali maka zat warna reaktif panas akan cepat terhidrolisa. Perbandingan larutan (liquar ratio/vlot)

Perbandingan larutan adalah perbandingan besarnya larutan terhadap berat bahan tekstil yang diproses. Kenaikan konsentrasi zat warna dalam larutan akan menambah besarnya penyerapan. Untuk pencelupan dengan hasil warna yang tua diusahakan untuk memakai perbandingan larutan celup yang kecil sehingga zar warna yang terbuang atau yang tidak terfiksasi sedikit.

Elektrolit

Penambahan elektrolit kedalam larutan celup digunakan untuk memperbesar jumlah zat warna yang terserap oleh serat selulosa, meskipun setiap zat warna memiliki kepekaan yang berbeda-beda. Elektrolit yang ditambahkan berfungsi untuk menghilangkan muatan negatif yang terdapat pada permukaan zat warna dan bahanIII. Percobaan

1. Alat dan Bahan

Alat :

Gelas kimia

Gelas ukur

Gelas porselen

Termometer

Pengaduk

Pipet ukur

Neraca

Bunsen burner

Kasa

Bahan :

Zat warna reaktif panas (zat warna evercion navy blue) Zat pembasah

Na2CO3 Nacl CH3COOH Fixing agent Sabun2. Fungsi zat

ZatFungsi

Zat warna reaktif panas (evercion navy blue)memberikan warna pada bahan yang akan dicelup.

NaClmenambah penyerapan zat warna paba kain kapas dengan cara muatan yang berada dalam garam glauber bereaksi dengan muatan yang berada pada kain dari bahan selulosa.

Zat pembasahMenurunkan tegangan antar muka sehingga zat warna yang larut dapat secara merata dan mempercepat proses pelarutan. Dalam pencucian berfungsi untuk menghilangkan zat warna yang tidak terfiksasi oleh serat.

Na2CO3memperbesar kelarutan zat warna dalam larutan celup dan zat anti kesadahan dalam air celupan, serta menetralkan asam-asam hasil dari reaksi yang terdapat pada larutan celup. Memfiksasi zat warna dan membentuk ikatan Kovalen.

Sabun Menghilangkan zat warna reaktif yang terhidrolisis yang ada dalam kain hasil celupan.

3. Diagram alir

4. Skema proses

Metode standar (resep 1)

Na2CO3 zat warna Nacl

pembasah

400C

300

10

40

60 80 90

Metode pemasukan garam dan alkali secara bertahap (resep 2)

Na2CO3

70-900C zat warna Nacl

pembasah

400C

300C

10

40

60 80 90

Metode all in (resep 3)

70-90oC

Na2CO3 zat warna, Nacl

pembasah

400C

300C

10

40

60 80 905. Resep

pencelupan

Resep 123

Zat warna reaktif panas (% owf)1 %1%1%

Pembasah (ml/L)1 ml/l1 ml/l1 ml/l

Na2CO3 (g/L)5 g/l5 g/l5 g/l

NaCl (g/L)30 g/l30 g/l30 g/l

Vlot1:301:301:30

Resep pencucian

Sabun1 ml/l

Na2CO30,5 g/L

Vlot1 : 20

Suhu 800 C

Waktu10 menit

Resep iring

Fixing agent2 ml/l

CH3COOH 30%0,5 ml/L

Vlot1 : 20

Suhu 700 C

Waktu10 menit

PERHITUNGAN RESEP

Pencelupan

Resep 1Resep 2Resep 3

Berat bahan2,08 gr2,17 gr3,45gr

Zw Reaktif ml/l=0,034ml/l

Vlot2,08 x 30 = 62,4ml2,17 x 30=65,1 ml3,45 x 30= 103,5ml

Pembasah

Na2CO3

NaCl

Kebutuhan air62,4 2,2664= 60,1336 liter65,1 - 3,4286= 61,6714 liter103,5 3,346 =100,154 liter

Pencucian dengan sabunResep 1Resep 2Resep 3

Sabun

Vlot1,04 x 20 = 20,82,17 x 20 = 43,420x1,725=34,5

Na2CO3

Suhu80oC80oC80oC

Kebutuhan Larutan20,8-0,03=20,77ml43,4-0,2604=43,1396ml34,5-0,05175=34,44 ml

Iring

Resep 1Resep 2Resep 3

Vlot1,04 x 20= 20,81,085 x 20 = 21,720 x 1,725=34,5

CH3COOH

Fixing

Kebutuhan Larutan20,8 0,05 =20,75ml21,7 0,05425= 21,64575ml34,5 0,08625=34,41 ml

Data Hasil dan Evalusi

a. Sampel Hasil Praktek

RESEPMELALUI PROSES IRING + CUCI SABUN MELALUI PROSES CUCI SABUN SAJA

1

2

3

b. Evaluasi

Metoda Ringking( Ketuaan warna)PengamatResep 1Resep 2Resep 3

IringNon IringIringNon IringIringNon Iring

A877766

B786776

C777667

Total222120212019

Keterangan :

5 = muda sekali

6 = muda

7 = agak tua

8 = tua

Metoda Ringking( Kerataan warna)PengamatResep 1Resep 2Resep 3

IringNon IringIringNon IringIringNon Iring

A556666

B566766

C657667

Total161619191819

Keterangan :

5 = kurang rata

6 = agak rata

7 = rata

IV. DISKUSIPada praktikum ini digunakan tiga resep dengan tiga macam variasi yang berbeda. Terdapat tiga variabel yang harus diamati pengaruhnya terhadap hasil pencelupan, ketiga variabel tersebut adalah :

konsentrasi pembasah

konsentrasi Na2CO3 konsentrasi NaCl

suhu proses

Selain itu juga dilakukan proses iring setelah pencelupan zat warna selesai. Tujuan dari dilakukannya proses iring adalah untuk memperbaiki ketahanan terhadap pencucian hasil pencelupan zat warna direk yang pada prinsipnya adalah memperbesar molekul zat warna dalam serat sehingga zat warna akan lebih sukar bermigrasi. Dalam praktikum ini dilakukan pengerjaan iring dengan zat-zat kation aktif.

Pada proses pencelupan benang kapas ke dalam zat warna direk terjadi peristiwa melarutkan zat warna dalam air kemudian memasukkan bahan tekstil (benag kapas) ke dalam larutan zat warna sehingga terjadi penyerapan zat warna kedalam serat. Penyerapan zat warna kedalam serat merupakan reaksi eksotermik dan reaksi kseimbangan. Pada praktikum ini terdapat lima variasi pada konsentrasi resep yang digunakan dan suhu pencelupan sehingga hasil yang diperoleh bisa dibandingkan satu sama lain.

Proses pencelupan benang kapas dalam zat warna direk berlangsung pada suhu 900 C selama 90 menit dengan pembagian waktu sebagai berikut :

10 menit pertama benang direndam dalam larutan zat warna direk pada suhu kamar 300 C.

30 menit berikutnya larutan zat warna dan benang kapas dipanaskan diatas pembakar Bunsen agar suhu mengalami kenaikan menuju suhu 900 C, pada fase ini juga ditambahkan garam (NaCl) secara bertahap untuk membantu penyerapan zat warna agar optimal. Kenaikan suhu ini bertujuan untuk mempercepan penyerapan zat warna pada benang. 40 menit berikutnya larutan zat warna dan benang kapas dipanaskan pada suhu stabil 900 C dan penambahan Na2CO3 akan menyebabkan warna benang menjadi lebih muda. 10 menit terakhir larutan zat warna dan benang kapas mengalami penurunan suhu.

Pada proses pencelupan ini juga digunakan zat pembantu yaitu pembasah, garam dan alkali agar hasil pencelupan yang dikehendaki dapat tercapai. Pada teorinya pembasah berfungsi untuk mempercepat proses pembasahan benang oleh larutan celup dan menurunkan tegangan permukaan. Sedangkan penambahan Na2CO3 akan menyebabkan warna benang menjadi lebih muda, tetapi hal ini juga bisa menyebabkan warna benang menjadi lebih tua karena selulosa berada dalam suasana alkali sehingga serat lebih mengembang, zat warna mudah larut sehingga mudah masuk dalam serat dan dihasilkan warna yang lebih tua. Dan penambahan garam NaCl berfungsi untuk mendorong penyerapan zat warna lebih optimal.

Pada skema proses pencelupan terjadi kenaikan suhu dari 300 C menjadi 900 C hal ini bertujuan agar kecepatan penyerapan zat warna lebih cepat sehingga fiksasi yang terjadi lebih kecil karena reaksi berlangsung eksoterm.

II. KESIMPULAN

1. Variasi resep yang digunakan menyebabkan hasil celup yang berbeda kerataan dan ketuaan warnanya.

2. Semakin banyak pembasah yang dipakai maka proses pembasahan benang oleh larutan celup akan semakin cepat dan hasil celupnya pun lebih rata.

3. Penambahan Na2CO3 pada larutan zat warna menyebabkan warna menjadi lebih muda, tetapi hal ini tidak selalu terjadi, benang akan tampak lebih tua karena selulosa dalam suasana alkali menyebabkan serat mengembang sehingga zat warna mudah larut dan masukkedalam serat akibatnya warna menjadi lebih tua.

4. Semakin banyak NaCl yang digunakan akan mendorong penyerapan zat warna dan menetralisir zat warna tersebut, mengurangi kelarutan zat warna sehingga zat warna terdorong kedalam serat .

5. Kenaikan suhu akan menambah kecepatan penyerapan zat warna sehingga fiksasi yang terjadi lebih sedikit karena reaksi berlangsung secara eksoterm.

6. Hasil pencelupan yang kurang rata terjadi karena kesalahan pada proses pencelupan dan kurang optimalnya resep dan suhu yang digunakan.

7. Hasil pencelupan dengan proses iring lebih baik ketahanan warnanya terhadap pencucian karena dengan proses iring molekul zat warna dalam serat akan menjadi lebih besar sehingga zat warna akan lebih sukar bermigrasi.

8. Hasil celup yang paling baik adalah resep 3 dan resep 4.

9. Faktor yang berpengaruh pada proses pencelupan adalah konsentrasi zat yang digunakan, suhu celup dan waktu celup.

V. DAFTAR PUSTAKA

Karyana, Dede, S.Teks,M.Si dan Ir. Elly K. Bk. Teks. 2005. Bahan Ajar Praktikum Pencelupan I. Bandung: STTT Bandung

Djufri, Rasjid. M.Sc.dkk. 1976. Teknologi Pengelantangan, Pencelupan, dan Pencapan. Bandung: Institut Teknologi BandungPencucian sabun

-bilas dan iring

pencelupan

Persiapan larutan zat warna dan bahan

dying

Evaluasi

-ketuaan dan kerataan