PENCELUPAN POLIAKRILAT DENGAN ZAT WARNA BASA

I. MAKSUD dan TUJUAN

Maksud : Untuk melakukan proses pencelupan pada kain

poliakrilat dengan menggunakan zat warna basa

metoda perendaman.

Tujuan

o Agar dapat memahami karakter serat poliakrilat,zat warna basa,zat

pembantu dan metoda pencelupan yang akan dipakai.

o Mampu melakukan proses pre treatment sampai proses pencelupan serat

o Mampu mengevaluasi dan menganalisa hasil proses pencelupan.

II. TEORI DASAR

Poliakrilat

Serat-serat poliakrilat selalu mengandung kopolimer yang sangat berguna

dalam mekanisme pencelupannya. Sebagai contoh serat acrilan 1656 mengandung

kopolimer bersifat basa yang mempunyai afinitas terhadap zat warna asam;

sedangkan Courtelle dan serat-serat poliakrilat yang lain mengandung kopolimer

dengan gugusan negatif sehingga serat poliakrilat tersebut mempunyai afinitas yang

besar terhadap zat warna basa atau zat warna kation meskipun serat-serat tersebut

bersifat hidrofob.

Proses pembuatan serat-serat poliakrilat secara terperinci belum diterangkan,

tetapi secara umum adalah sebagai berikut:

40 bagian berat amonium persulfat sebagai katalisator dan 80 bagian natrium

bisulfit sebagai pengaktif dilarutkan dengan 94 bagian air suling pada suhu 400C,

dan kemudian setelah 2 jam, 16 bagian campuran akrilonitril 90 persen dan 10

persen monomer etilenat ditambahkan perlahan-lahan sambil diaduk. Polimer

poliakrilonitril yang dimodifikasi dengan monomer lain, mengendap dengan berat

sekitar 60.000. polimer yang diendapkan disaring, dicuci, dikeringkan, dan

dilarutkan kembali dalam pelarut untuk pemintalan yang sesuai misalnya dimetil

formamida (konsentrasi larutan 10-20 persen).

Larutan tersebut kemudian dipanaskan dan disemprotkan melalui sel

pemintalan yang dipanaskan. Medium penguap yang dipanaskan seperti udara,

nitrogen, atau uap dialirkan berlawanan dengan arah perjalanan filamen, untuk

menguapkan pelarut. Filamen dalam keadaan panas ditarik sampai beberapa kali

panjang semula dengan cara melewatkannya melalui jarum yang dipanaskan udara

panas, atau air panas. Suhu penarikan dapat divariasi dari 1000C sampai 2500C

bergantung pada lamanya kontak dalam pemanasan.

Serat akrilic merupakan polimer akrilonitril yang dibentuk oleh reaksi

polimerisasi adisi sebagai berikut :

Sifat-sifat dari poliakrilat adalah :

1. Mekanik

Kekuatan kering serat 5 gram per denier dan kekuatan basahnya 4,8 gram per

denier. Dari perbandingan yang tinggi antara kekuatan basah dan kering terlihat

bahwa serat bersifat tahan air, sama dengan vinyon dan saran. Mulur saat putus

keringh 17 persen, basah 16 persen.

2. Ketahanan kimia

Pada umunya poliakrilik mempunyai ketahanan yang baik terhadap asam-asam

mineral dan pelarut-pelarut, minyak-minyak, lemak-lemak, dan garam-garam

netral.

3. Pengaruh panas

Poliakrilik tahan terhadap pengrusakan panas meskipun dalam waktu yang lama

sampai 1500C.

Zat Warna Basa

Zat Warna basa adalah zat warna yang mempunyai muatan positif atau sebagai

kation pada bagian yang berwarna, maka zat warna tersebut disebut juga

disebut juga zat warna kation.

Pada tahun 1856, W.H. Perkin mereaksikan kondensasi senyawa anilin yang

belum dimurnikan untuk membuat senyawa kwinin tetapi didalamnya terdapat

pula senayawa berwarna yang dapat mencelup serat sutera atau wol secara

langsung.

Kimiawi zat warna basa.

Zat warna basa merupakan garam, basa zat warna basa pada umumnya

mempunyai :

HO R (C6H4) NH2

Yang dapat membentuk garam dengan asam sebagai berikut :

+

Zat warna basa diperdagangkan dapat membentuk garam dengan asam hidro –

klorida atau oksalat sebagai asamnya, dan mungkin pula berbentuk garam seng

klorida.

Berdasarkan inti khomofornya yang menciri maka zat warna basa dapat

digolongkan sebagai berikut.

Golongan 1.

Yaitu merupakan devirat Tri fenil Metan, Misalnya Melachite Green

Golongan 2

Yaitu merupakan devirat Thiasin, misalnya Methylen blue

C+N(CH3)2

-Cl

N(CH3)2

Methylene Blue

(CH3)2

N

N

S +-

Cl

ROH

NH2 HCl R+NH

-Cl

Golongan 3

Yaitu merupakan devirat Oxazin, misalnya meldola blue

Golongan 4

Yaitu merupakan devirat azin, misalnya Neutral red

Golongan 5

Yaitu merupakan devirat Xanten, misalnya Rhodamine B

Golongan 6

Yaitu merupakan devirat azo, misalnya Bismarck browm.

N+(C2H5)2 Cl-

NH2

H2N N N N N

NH2

NH2

(CH3)2

N

N

O +-

Cl

Meldola Blue

(CH3)2

N

N

+NHCl-

-

CH3

NH2

Neutral Red

(C2H5)2

N

N

C

COOH

Rhodamine B

Sifat zat warna basa

Sifat utama zat warna basa adalah mempunyai kecerahan dan intensitas

warna yang tinggi. Zat warna basa segera larut dalam alkohol tetapi pada

umumnya tidak larut dalam air sehingga sering kali terbentuk gumpalan.

Demikian pula pada zat warna basa misalnya Anramine akan mengurai dengan

pendidihan sehingga pemakaiannya hanya pada temperatur 60 – 65oC. Dan

pada umumnya pada pendidihan yang lama akan terjadi penguraian sebagian

yang menghasilkan penurunnan intensitas warna. Bila kedalam larutan zat

warna basa ditambahkan alkali kuat maka akan terbentuk basa zat warna basa

yang tidak berwarna. Tetapi dengan penambahan suatu asam akan terbentuk

lagi bentuk garamnya yang berwarna. Basa tersebut akan larut dalam eter.

Zat warna basa memiliki ketahanan sinar yang jelek dan ketahanan cuci

yang kurang. Asam tanin akan memberikan senyawa yang tidak larut dalam air

dengan zat warna basa terutama bila tidak ada asam mineral. Sifat tersebut

berguna dalam pencelupan serat – serat sellulosa. Dengan istilah back tanning

tetapi kerja iring tersebut berguna akan menyuramkan kilap zat warna basa.

Beberapa senyawa reduktor akan mengubah zat warna basa menjadi basanya

yang tidak berwarna Basa tersebut teroksidasi menjadi bentuk semula. Misal

pada zat warna pararosaniline.

Tetapi zat warna basa yang mempunyai ikatan azo proses reduksi tersebut akan

membongkar ikatan azonya sehingga tidak mungkin kembali kebentuk semula

dengan proses oksidasi.

Afinitas zat warna basa

Serat – serat selulosa tidak mempunyai afinitas terhadap zat warna basa.

Apabila beberapa zat warna basa dapat mencelup serat–serat tersebut maka

ketahanan cucinya akan rendah sekali. Tetapi serat –serat protein afinitas

terhadap zat warna basa adalah besar karena terbentuk ikatan garam yang

dapat digambar sebagai berikut :

+ - = NH2 ClC =

H2N

H2N

H O

C =

H2N

H2N

NH2

W – COO - + ( Kation – Zat warna ) + W – COO ( Kation – Zat warna )

Zat warna tersebut akan terserap pada tempat – tempat yang

bermuatan negatif sehingga apabila tempat tersebut telah terisi

maka penyerapan zat warna akan terhenti.

III. PRAKTIKUM

1. Alat dan Bahan

Beaker keramik

Termometer

Pengaduk kaca

Pipet volume

Timbangan digital

Zat sesuai resep

Kain poliakrilat

2. Diagram alir praktek

Benang poliakrilat

Persiapan larutan celup

Pencelupan

Cuci sabun

Pengeringan

Pembilasan

3. Resep

a. Proses Pencelupan

Resep Resep I Resep II Resep III Resep IV

ZW Basa (Katacryl Red) 1% 1% 1% 1%

Pembasah 1 cc/L 1 cc/L 1 cc/L 1 cc/L

CH3COOH 30% 2 cc/L 3 cc/L 3 cc/L 1 cc/L

CH3COONa 0,5 g/L 0,5 g/L 0,5 g/L 0,5 g/L

Retarder - - - 1cc/L

Suhu & waktu 90o C ,30 menit

VLOT 1 : 20

b. Cuci Sabun

* Sabun : 1 cc/L

* Na2CO3 : 0,5 g/L

* Vlot : 1 : 20

* Suhu : 700 C

* Waktu : 10 menit

4. Fungsi Zat

CH3COOH : Memberikan suasana asam karena

poliakrilat tidak tahan alkali.

CH3COONa : Sebagai larutan buffer(agar pH tetap).

Pembasah : Menurunkan tegangan permukaan.

Retarder : Sebagai zat perata.

Sabun : Untuk menghilangkan zat warna yang

masih menempel pada serat sehingga daya luntur terhadap hasil

pencelupan tinggi.

5. Perhitungan resep

1. Pencelupan

Resep I

Berat kain : 2,51 g

Air : 2,51 g x 20/1 =50,2 mL

ZW Basa : 1% x 2,51 g= 0,0251 g

0,0251 g x 100 mL = 2,51 mL

Pembasah : 1 cc/L x 0,0502 L = 0,05 mL

CH3COOH : 2 cc/L x 0,0502 L = 0,1 mL

CH3COONa : 0,5 g/L x 0,0502 L = 0,02 g

Resep II

Berat kain :2,68 g

Air :2,68 g x 20/1 = 53,6 mL

ZW Basa : 1% x 2,68 g = 0,0268 g

0,0268 g x 100 mL = 2,68 mL

Pembasah : 1 cc/L x 0,0536 L= 0,05 mL

CH3COOH : 3 cc/L x 0,0536 L = 0,16 mL

CH3COONa : 0,5 g/L x 0,0536 L = 0,02 g

Resep III

Berat kain : 2,61 g

Air : 2,61 x 20/1 = 52,2 mL

ZW Basa : 1 % x 2,61 g = 0,0261 g

0,0261 g x 100 mL = 2,61 mL

Pembasah : 1 cc/L x 0,0522 L = 0,05 mL

CH3COOH : 3 cc/L x 0,0522 L = 0,15 mL

CH3COONa : 0,5 g/L x 0,0522 L = 0,02 g

Resep IV

Berat kain : 2,56 g

Air : 2,56 g x 20/1 = 51,2 mL

ZW Basa : 1 % x 2,56 g =0,0256 g

0,0256 g x 100 mL = 2,56 mL

Pembasah : 1 cc/L x 0,0512 L = 0,05 mL

CH3COOH : 1 cc/L x 0,0521 L = 0,05 mL

CH3COONa :0,5 g/L x 0,0521 L = 0,02 g

Retarder : 1 cc/L x 0,0521 L = 0,05 mL

2. Cuci sabun

Berat kain : 10,36 g

Air : 10,36 g x 20/1 = 207,2 mL

Sabun : 1 cc/L x 0,207 L = 0,2 mL

Na2CO3 : 0,5 g/L x 0,0207 L = 0,1 g

6. Skema Proses

Pencelupan

Metoda Standar ( I )

Zw basa

pembasah ,CH3COOH

CH3COONa 90o C

30o C

10 55 85 90 menit

Metoda Modifikasi ( II )

Cuci Sabun

Na2CO3

Sabun 70o C

10 20 menit

10 mnt

10 mnt

15 mnt

20 mnt

15 mnt

30 mnt

5 mnt

As.asetatRetarder ZW

30’C

60’C

90’C

7. Cara kerja

* Menyiapkan semua peralatan yang akan digunakan.

* Menyiapkan bahan & zat yang diperlukan,menimbangnya sesuai

dengan resep.

* Menyiapkan resep untuk proses pencelupan.

* Masukkan poliakrilat kedalam larutan celup sesuai dengan metoda

yang digunakan.

* Kemudian suhu diturunkan.

* Siapkan resep pencucian.

* Lakukan proses pencucian sesuai waktu dan suhu yang telah

ditetapkan.

* Keringkan kain dan evaluasi.

IV. DATA PRAKTIKUM

Kain hasil celup Resep I

Kain Hasil celup Resep II

Kain Hasil Celup Resep III

Kain hasil celup Resep IV

V. DISKUSI

* Akrilat dapat dicelup dengan zat warna basa karena struktur serat pada

poliakrilat terdapat muatan negatif, sedangkan zat`warna basa

bermuatan positif sehingga zat warna dan serat dapat berikatan.

Pencelupan poliakrilat ini harus dalam suasana asam karena poliakrilat

tidak tahan terhadap alkali.

* Pencelupan poliakrilat dengan zat warna basa dapat menggunakan 2

metoda yaitu metoda standar dan metoda modifikasi. Untuk metoda

standar waktu yang diperlukan lebih cepat dibanding dengan metoda

modifikasi. Sedangkan hasilnya lebih bagus metoda modifikasi.

* Untuk proses pencelupannya, suhu tidak boleh melebihi 1000C, karena

apabila suhu terlalu tinggi dapat menurunkan derajat putih kain.

* Untuk pH larutan celup harus stabil caranya dengan menambahkan

larutan buffer CH3COONa sehingga warnanya lebih mantap.

* Untuk Resep I dan Resep II menggunakan metoda standar, dapat

dilihat bahwa untuk resep I poliakrilat terdapat belang dan warnanya

muda, sedangkan pada resep II warna lebih tua tetapi juga terdapat

belang. Karena asam yang digunakan pada resep 1 lebih sedikit

daripada resep 2. Jika dibandingkan kerataan warna benang hasil celup

antara resep I dan resep II maka kerataan warna paling bagus adalah

Resep II.

* Untuk resep III dan Resep IV mengggunakan metoda modifikasi. Untuk

resep IV ditambah dengan retarder. Resep III dapat dilihat bahwa

benang hasil celup terdapat belang dan warnanya muda sedangkan

benang hasil celup resep IV warna tua dan tidak terdapat belang,

benang akrilat tercelup seluruhnya. Jika dibandingkan benang hasil

celup antara Resep III dan Resep IV maka kerataan warna benang

hasil celup paling bagus adalah Resep IV.

* Pada resep IV menggunakan retarder (zat perata) sehingga zat warna

yang masuk kedalam serat bisa rata keseluruh bagian. Retarder ini

ditambahkan pada awal proses untuk metoda modifikasi sehingga

hasilnya lebih rata dibandingkan resep lainnya.

VI. KESIMPULAN

Dari hasil praktikum pencelupan poliakrilat dengan zat warna basa dapat

disimpulkan bahwa kerataan benang poliakrilat hasil celup paling bagus

adalah menggunakan Resep IV.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Djufri, Rasyid. 1976. Teknologi pengelantangan, pencelupan dan pencapan.

Bandung: Institut Teknologi Teksti

Buku referensi Pencelupan. Bandung: Institut Teknologi Tekstil..