LAPORAN PENELITIAN
Pengaruh Konsentrasi Garam dalam Pencelupan Serat Kapas dengan Zat Warna Direk
Oleh : Imroatun Azizah Sekolah Tinggi TeknologiTekstil Bandung
Pendokumentasian ini didukung oleh
1
BAB I PENDAHULUAN
I.
LATAR BELAKANG
Zat warna warna direk direk merupa merupakan kan senyaw senyawaa azo yang yang mengan mengandun dung g gugus gugusan an sulfonat sebagai gugusan pelarut. Zat warna direk adalah zat warna yang dapat mencelup serat selulosa secara langsung.selain disebut sebagai zat warna substantive karena dapat terserap baik oleh selulosa, zat warna direk juga sering disebut sebagai zat warna “ garam “ hal itu dikaren dikarenaka akan n dalam dalam proses proses pencelu pencelupan pannya nya selalu selalu harus harus ditamb ditambahk ahkan an garam garam untuk mempercepat penyerapannya. Kesimpulan : pada pokoknya penambahan elektrolit ( garam ) kedalam larutan
celup zat warna direk adalah untuk memperbesar jumlah zat warna yang terserap oleh serat, meskipun zat warna akan mempunyai kepekaan yang berbeda. Semakin besar / banyak banyak garam yang ditambahkan ditambahkan maka warna yang dihasilkan dihasilkan dari proses pencelupan dengan zat warna direk akan semakin tua. Selulosa Selulosa didalam didalam larutan larutan mempunyai mempunyai muatan negative negative pada permukaannya, permukaannya, tidak akan bias trcelup dengan zat warna direk yang juga bermuatan negative. Akan tetapi, dengan penambahan elektrolit, maka dapat mengurangi / menghilangkan muatan negative dalam larutan tersebut. Sehingga pada jarak yang cukup dekat, molekul – molekul zat warna akan tertarik karena gaya – gaya van derwalls / ikatan hydrogen yang telah dapat bekerja dengan baik.
II.
IDENTIFIKASI MASALAH
Masalah yang diidentifikasi pada percobaan ini adalah bagaimana pengaruh penggunaan elektrolit terhadap warna hasil pencelupan dengan zat warna direk yang dapat mempengaruhi ketuaan dan kekontrasan warna hasil pencucian serta mengurangi ketidakrataan warna hasil pencucian. Pada Pada pros proses es penc pencel elup upan an kain kain kapa kapass deng dengan an zat warn warnaa dire direk, k, serin sering g terj terjad adii kesalahan – kesalahan yang mengakibatkan warna hasil pencelupan tidak sesuai dengan dengan yang yang diingi diinginka nkan. n. Hal ini terjadi terjadi karena karena penggu penggunaa naan n resep resep yang yang salah, salah, seperti konsentrasi garam dapur yang kurang tepat. Jika menginginkan warna yang muda maka konsentrasi garam dapur harus sediki sedikitt tetapi tetapi jika jika mengin mengingin ginkan kan warna warna tua, tua, konse konsentr ntrasi asi garam garam dapur dapur yang yang 2
digunakan harus lebih banyak. Selain itu, warna hasil pencelupan sering tidak rata, hal ini biasa terjadi karena penambahan penambahan garam dapur dilakukan dilakukan pada awal proses proses dan dan dima dimasu sukk kkan an seca secara ra lang langsu sung ng (tid (tidak ak bert bertah ahap ap). ). Keti Ketika ka gara garam m dapu dapur r ditambahkan ditambahkan bersama dengan zat warna dan bahan, bahan, daya penyerapan penyerapan awal sangat besar, sehingga zat warna yang masuk ke dalam bahan sangat besar, sedangkan pori – pori dalam bahan atau kain kapas tidak mampu menampung semua zat warna yang akan masuk kedalamnya. Hal inilah yang mengakibatkan ketidakrataan warna hasil pencelupan.
III.
MAKSUD DAN TUJUAN
Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh elektr elektroli olitt pada pada proses proses pencel pencelupa upan n kain kain kapas kapas dengan dengan menggu menggunak nakan an zat warna warna direk. Tujuannya adalah untuk membandingkan tua mudanya hasil pencelupan kain kain kapas kapas dengan dengan menggu menggunak nakan an zat warna warna direk direk yang yang berbed berbedaa konsen konsentras trasii elektrolitnya.
IV.
KERANGKA PEMIKIRAN
Untuk memperoleh kain dengan hasil dan kualitas yang baik, diperlukan urutan proses yang sesuai dengan kondisi yang akan mempengaruhi kain tersebut. Peng Penggu guna naan an gara garam m dapa dapatt memp mempen enga garu ruhi hi ketu ketuaa aan n warn warnaa dan dan kera kerata taan an hasi hasill pen pencel celup upan an.. Sema Semaki kin n bany banyak ak pema pemaka kaian ian gara garam m dapu dapurr ( elek elektr trol olit it ) dala dalam m pence pencelup lupan, an, maka maka penyer penyerapa apan n zat warna warna semaki semakin n besar besar sehing sehingga ga warna warna hasil hasil pencelupan tua. Begitu pula sebaliknya semakin sedikit pemakaian garam dapur dala dalam m penc pencel elup upan an,, maka maka zat warn warnaa sema semaki kin n sedi sediki kitt sehi sehing ngga ga warn warnaa hasi hasill pencelupan semakin muda. Pencelupan pada umumnya terdiri dari melarutkan atau mendispersikan zat warna dalam air atau medium medium lain, kemudian kemudian memasukkan memasukkan bahan tekstil kedalam larutan tersebut, sehingga terjadi penyerapan zat warna kedalam serat penyerapan ini terjadi karena reaksi eksotermik ( mengeluarkan panas ) dan keseimbangan.
3
Jadi, pada pencelupan terjadi tiga peristiwa penting yaitu : Melarutkan zat warna dan mengusahakan agar larutan zat warna bergerak
menempel pada bahan peristiwa ini disebut migrasi. Mendorong larutan zat warna agar dapat terserap, menempel pada bahan
peristiwa ini disebut absorbsi. Penyerapan zat warna dari permukaan permukaan bahan kedalam bahan, peristiwa ini Penyerapan disebut dipusi, kemudian terjadi fiksasi. Pada tahap ini diperlukan bantuan luar seperti : menaikan suhu, menambah zat pembantu seperti garam dapur. Berdas Berdasark arkan an uraian uraian diatas diatas maka maka pada pada percob percobaan aan ini dilaku dilakukan kan dengan dengan memvariasikan kosentrasi elektrolit yang digunakan. Dengan konsentrasi suhu dan waktu yang ditetapkan sama untuk seluruh proses yaitu paa suhu 100 oC, dengan waktu 30 menit. Percobaan prses pencelupan ini memerlukan suasana pH yang netral.karena kalau dalam suasana alkali,akan menghambat proses penyerapan. Untu Untuk k mend mendap apat atka kan n kerat kerataa aan n warn warnaa dan dan ketu ketuaan aan warna warna sesu sesuai ai yang yang diinginkan diinginkan selama proses proses pencelupan diperlukan diperlukan penambahan penambahan elektrolit elektrolit yang sesuai sesuai.. Oleh Oleh karena karena itu untuk untuk meliha melihatt warna warna hasil hasil pencel pencelupa upan n dengan dengan varias variasii elektr elektroli olitt ada beberap beberapaa hal yang yang dapat dapat dijadi dijadikan kan parame parameter ter antara antara lain lain : nilai nilai pengamatan ketuaan warna secara visual.
V. METO METODE DE PERC PERCOB OBAA AAN N
Untu Untuk k
mend menduk ukun ung g
pene peneli liti tian an
ini, ini,
penu penuli liss
meng menggu guna naka kan n
meto metode de
pengumpulan data sebagai berikut : 1) stud studii pust pustak akaa penulisan mempelajari teori yang berkaitan dengan percobaan melalui buku dan laporan – laporan penelitian. Sehingga dapat menjadi bahan hipotesa dan mendasari kerangka pemikiran dan penelitian. 2) Percobaan aan Untuk membuktikan hipotesa dan data yang diperoleh, penulis melakukan percobaan awal terhadap masalah yang diambil dalam skala laboraturium. 3) Peng Pengol olah ahan an data data Data hasil percobaan selanjutnya di olah dan di analisa. 4) Pena Penari rika kan n kesi kesimp mpul ulan an
4
Kesimpulan diambil dari hasil pengolahan data.
VI.
Diagram Alir
Kain kapas yang telah dikelantang
Proses Pencelupan :
-
Zat warna Direk NaCl
:X% : 0 – 15 g/L
-
Suhu
: 100o C
-
Waktu
: 45 - 60 Menit
-
Vlot
: 1 : 30
Pembilasan sebanyak 2 kali (Suhu : Ruangan, waktu : 5 Menit)
Pengeringan
Pengujian :
Pengamatan ketuaan warna secara visual
5
BAB II TEORI PENDEKATAN
I. Serat Ka Kapas
Kapa Kapass adala adalah h sala salah h satu satu jenis jenis serat serat tumb tumbuh uh-tu -tumb mbuh uhan an yang yang bany banyak ak diperg diperguna unakan kan dalam dalam indust industri ri teksti tekstil, l, baik baik sebaga sebagaii 100 % serat serat kapas kapas maupun maupun sebagai campuran serat lainnya. Sebagai bahan campuran serat kapas dapat memperbaiki kekurangan dari serat lainnya seperti daya tahan panas dan daya serat air, karena kedua sifat tersebut sangat baik pada serat kapas. Serat kapas terutama terutama tersusun dari zat selulosa, oleh karena itu sifat kimia dan fisika serat kapas tergantung pada sifat kimia dan fisika selulosa. Zat-zat selain selulosa yang terdapat dalam serat kapas harus dihilangk dihilangkan. an. Cara menghilangkan menghilangkannya nya itu adalah dengan dengan cara pemasakan pemasakan dalam larutan larutan NaOH. Semua zat kecuali pigmen dan selulosa akan hilang. Pigmen dihilangkan dengan proses pengelantangan yang menggunakan zat oksidator seperti NaOCl, CaOCl 2 dan sebagainya. 1.
Struktur serat kapas
a. Morfologi
Penampang Melintang Bentuk Bentuk penampang penampang serat kapas sangat bervariasi bervariasi dari pipih sampai sampai
bulat tetapi pada umumnya berbentuk seperti ginjal. Serat kapas dewasa, penampang lintangnya terdiri dari 6 bagian. - Kutikula
Merupak Merupakan an lapisa lapisan n terlua terluarr yang yang mengan mengandun dung g lilin, lilin, pektin dan protein. protein. Adany Adanyaa lilin lilin menyeb menyebabk abkan an lapisa lapisan n ini halus, halus, sukar tembus tembus air dan zat pewarna. Berfungsi melindungi bagian dalam serat. - Dinding primer
Merupakan Merupakan dinding tipis sel yang asli, terutama terdiri dari selulose dari selulose tetapi juga mengandun mengandung g pektin, pektin, protei protein, n, dan zat-zat zat-zat yang yang mengan mengandu dung ng lilin. lilin. Selulose dalam dinding primer berbentuk benang yang sangat halus yang tidak tersusun sejajar sepanjang serat tetapi membentuk spiral mengelilingi
6
sumbu serat.
- Lapisan antara Merupakan Merupakan lapisan pertama pertama dari dinding dinding sekunder dan strukturny strukturnyaa sedikit sedikit berbeda dengan dinding primer. - Dinding sekunder
Merupakan lapisan-lapisan selulose, selulose, yang merupakan bagian utama serat kapa kapas. s. Dind Dindin ing g ini ini juga juga meru merupa paka kan n lapi lapisa san n bena benang ng yang yang halu haluss yang yang membentuk membentuk spiral mengeliling mengelilingii sumbu sumbu serat. Arah putarannya putarannya berubahubah. - Dinding lumen Dinding lumen lebih tahan terhadap zat kimia tertentu dibanding dinding sekunder. - Lumen
Merupakan ruang kosong di dalam serat. Bentuk dan ukurannya bervariasi dari serat ke serat lain maupun sepanjang satu serat. Gambar 1.2 berikut adalah penampang serat kapas.
Melintang
Membujur
b. b. Komp Kompos osis isii kim kimia ia 1.
Selulosa Analis Analisaa serat serat kapas kapas menunj menunjukk ukkan an bahwa bahwa serat serat kapas kapas terutam terutamaa
tersusun dari zat selulosa. Derajat polimerisasi selulosa serat kapas kirakira 10.000 dan berat molekulnya kira-kira kira- kira 1.580.000. 2.
Pektat Pektat adalah suatu karbihidrat dengan berat molekul yang tinggi.
Struktur molekulnya seperti struktur molekul selulosa. Pektat terutama
7
tersusun oleh susunan linier sisa-sisa asam galakturonat dalam garamgaram kalsium dan besi yang tidak larut. 3.
Lilin Karen Karenaa adan adanya ya lili lilin, n, maka maka akan akan meng mengur uran angi gi gaya gaya gese geseka kan n
sehingga kekuatan benang akan lebih rendah. r endah. 4.
Zat-zat yang mengandung Protein Zat-zat protein yang dalam kapas diduga berasal dari sisa-sisa
protoplasma kering yang tinggal dalam lumen setelah selnya mati. 5.
Abu Zat abu terutama terdiri dari garam-garam magnesium, kalsium
atau atau kali kalium um posp pospat, at, sulfa sulfatt atau atau khlo khlori rida da.. Garam Garam-g -gar aram am karb karbon onat at merupakan bagian yang paling besar. 6.
Pigmen dan zat lainnya. Komp Kompos osis isii kimi kimiaa serat serat kapa kapass ment mentah ah terca tercant ntum um dala dalam m tabe tabell
dibawah ini. Komposisi Kimia Serat Kapas Mentah. Macam Zat Selulosa Protein Pektat Lilin Abu Pigmen dan zat lainnya Kandungan air 2.
% terhadap berat kering 94 1 ,3 1 ,2 0 ,6 1 ,2 1 ,7 8
Selulosa Selulosa merupakan bagian pokok serat kapas, oleh karena itu untuk
meng menget etah ahui ui meka mekani nism smee penc pencel elup upan an sera seratt kapa kapass deng dengan an zat zat warn warnaa direk direk diperlukan keterangan mengenai selulosa. Zat-zat selain selulosa yang terdapat dalam dalam serat serat kapas kapas merupa merupakan kan kotora kotoran n dan harus harus dihilan dihilangka gkan n karena karena akan akan mengganggu proses pencelupan. Kotoran tersebut dapat dihilangkan dengan proses pemasakan dalam larut larutan an NaOH NaOH,, semu semuaa koto kotoran ran kecu kecual alii pigm pigmen en dan dan selu selulo losa sa akan akan hilan hilang g sehingga persentase kotoran dalam serat kapas menjadi sangat kecil. Pigmen dapat dihilangkan dengan proses pengelantangan yang menggunakan oksidator seperti NaOCl, CaOCl2 dan sebagainya.
8
a.
Struktur molekul selulosa Selulosa adalah sebuah polimer karbohidrat yang mempunyai berat
moleku molekull yang yang tinggi tinggi,, selulo selulosa sa tersus tersusun un dari dari monome monomerr d-gluk d-glukosa osa yang yang dihubungkan satu sama lain oleh suatu ikatan β – 1 – 4 glikosida, sehingga membentuk suatu rantai yang sangat panjang. Derajat polimerisasi selulosa sera seratt kapa kapass kirakira-ki kira ra 10.0 10.000 00 seda sedang ngka kan n bera beratt mole moleku kuln lnya ya kira kira-k -kir iraa 1.580.000. Rumus empiris selulosa yang asli adalah ( C 6H12O6 ) n – ( n – 1 ) H2O. tetapi oleh karena n merupakan bilangan yang sangat besar maka satu dapat diabaikan terhadap n, sehingga sehingga rumus empiris empiris selulosa selulosa dapat ditulis menj menjad adii ( C6H10O6 )n. Bagaim Bagaimana ana ikatan ikatan antara antara unit-un unit-unit it monome monomerr dglukosa dapat terlihat dalam gambar dibawah ini.
b.
Struktur fisika selulosa Polimer Polimer selulosa selulosa tersebut kemudian bergabung bergabung satu sama lain oleh
suatu ikatan hidrogen diantara gugus-gugus hidroksil, sehingga membentuk zat yang besar yang menyebabkan serat selulosa dapat terlihat oleh mata. Berdas Berdasark arkan an penyel penyelidi idikan kan dengan dengan menggu menggunak nakan an sinar sinar X oleh oleh Meyer Meyer pengg penggabu abunga ngan n rantairantai-ran rantai tai moleku molekull selulo selulosa sa tersebu tersebutt terdiri terdiri dari dari dua bentuk yaitu : 1.
Bagian yang berbentuk Kristalin Bagi Bagian an ini ini terd terdir irii dari dari gabu gabung ngan an rant rantai ai-ra -rant ntai ai molek molekul ul yang yang
tersusun tersusun secara teratur, teratur, yaitu rantai-rantai rantai-rantai molekul molekul tersebut tersebut sejajar sejajar satu sama lain.
2.
Bagian yang berbentuk Amorf.
9
Terd Terdiri iri dari dari gabu gabung ngan an ranta rantai-r i-ran antai tai mole moleku kull selu selulo losa sa yang yang susunannya tidak beraturan. Bagian yang kristalin tidak dapat dimasuki air atau pereaksi-per pereaksi-pereaksik eaksikimia imia lainnya,sed lainnya,sedangka angkan n bagian amorf dapat dimasukinya. Oleh karena itu kecepatan pencelupan selulosa tergantung dari banyak sedu\ikitnya selulosa tersebut, mengandung bagian yang amorf. Gambar berikut menunjukkan struktur fisika selulosa.
Selulosa serat kapas mengandung 70 – 80 % bagian yang kristalin dan sisanya yaitu 20 – 30 % merupakan bagian amorf. 3.
Sifat-sifat serat kapas a.
Sifat Fisika
Warna
Serat kapas berwarna putih kekuning-kuningan
Kekuatan
Kekuatan serat kapas cukup tinggi, kekuatan dalam keadaan basah lebih ting tinggi gi dari daripa pada da keku kekuat atan an dala dalam m kead keadaan aan keri kering ng,, sehi sehing ngga ga sang sangat at meng mengun untu tung ngka kan n
untu untuk k
pro proses ses
penc pencel elup upan an,,
kare karena na pada pada pros proses es
pencelupan akan ada tarikan-tarikan pada kain kapas tersebut
Mulur
Mulur serat kapas 4 – 13 %
Kandungan Air
Dalam Dalam kead keadaa aan n stan standa dart rt,, sera seratt kapa kapass meng mengan andu dung ng 7 – 8,5 8,5 % air air terhadap berat kering.
Berat Jenis
Berat jenis serat kapas 1,5 – 1,56
Indeks Bias
Indeks bias sejajar sumbu serat 1,58. Indeks bias melintang sumbu serat 1,53.
10
b.
Sifat Kimia
Oksidasi
Serat Serat kapa kapass dapa dapatt tero teroks ksid idas asii memb memben entu tuk k oksi oksise selu lulo losa sa sehi sehing ngga ga kekuatan serat akan turun.
Asam
Serat Serat kaps kaps akan akan terhid terhidrol rolisa isa oleh oleh asam asam memben membentuk tuk hidros hidroselu elulos losa. a. Degradasi serat kapas akan lebih cepat didalam asam kuat dan pekat.
Alkali
Serat Serat kapas kapas tahan tahan akan akan alkali alkali,, alkali alkali kuat kuat dengan dengan konsen konsentras trasii yang yang tinggi hanya akan menggelembungkan serat. Oleh karena itu, alkali dipergunakan untuk proses merserisasi.
Jamur dan Bakteri
Dalam kondisi yang lembab dan temperatur yang hangat, jamur dan bakteri akan menyerang serat kapas.
II. Zat Warna Warna Direk Direk
Zat warna direk adalah zat warna yang dapat mencelup selulosa secara langsung tanpa bantuan suatu mordan. disebut juga zat warna substantif karena dapat terserap baik oleh selulosa atau zat warna warna garam garam karena karena dalam dalam pencel pencelupa upanny nnyaa selalu selalu harus harus ditmba ditmbah h garam garam untuk untuk memperbesar penyerapan. Beberapa zat warna direk dapat mencelup serat protein. Zat warna direk yang pertama dikenal adalah congo red, ditemukan oleh Bottiger tahun 1884. 1. Strukt Struktur ur Moleku Molekull Zat Zat Warn Warnaa Direk Direk Struktur molekul zat warna direk tersusun oleh tiga unsur pokok yaitu : a. Gugu Guguss pem pemba bawa wa war warna na.. Gugus Gugus pembaw pembawaa warna warna mempun mempunyai yai sistim sistim ikatan ikatan rangka rangkap p dan tunggal berselang seling secara bergantian. Kebanyakan dalam zat warna direk berbentuk Azo seperti mono azo,diazo, triazo dan tetra azo.
11
b. Gugus Gugus yang yang mengad mengadakan akan ikatan hidrogen hidrogen dengan dengan serat Menurut F.L.Rose gugus ini terbagi dalam dua bagian yaitu: 1. Gugus yang mempunyai mempunyai elektron “Lonepair” “Lonepair” dan berbentuk berbentuk pemberi pemberi elektron. contoh : -N=N- , H-O- , NH 2 , NHR. 2. Gugus Gugus yang mengan mengandun dung g hidrogen hidrogen dan dapat dapat mengadak mengadakan an ikatan ikatan hidrogen dengan serat. Gugus ini bertindak sebagai pemberi hidrogen. c. Gugu Guguss Pela Pelaru rutt Ialah yang menyebabkan zat warna larut dalam suatu zat pelarut tertentu, misalnya dalam air. contoh : SO3 Na Na , COONa Disamping memiliki gugus-gugus tersebut diatas, zat warna direk harus mempunyai persyaratan-persyaratan lainnya agar substantif terhadap serat. Syarat-syarat yang dimaksudkan itu ialah : 1. Inti-inti Inti-inti aromatik aromatiknya nya harus harus terletak terletak dalam dalam satu satu bidang bidang.. 2. Moleku Molekul-m l-mole olekul kul harus harus berbe berbentu ntuk k linier. linier. 3. Ada sistim konyugasi ganda
yang deng engan resonansi
akan
mempermudah mempermudah terbentukn terbentuknya ya susunan susunan “coplanar” “coplanar”,, sehingga sehingga akibatnya akibatnya mempermudah terjadinya ikatan hidrogen pada ujung sistim konyugasi.
12
2. Peng Penggo golo long ngan an Zat Zat Warna Warna Direk Direk Menu Menuru rutt Soci Societ ety y of Drye Dryerr and and Colo Colour uris istt zat zat warn warnaa dire direk k dapa dapatt digolongkan dalam tiga golongan yaitu : a. Golongan A Yakni zat warna yang tanpa penambahan garam mempunyai daya serap yang baik dan daya perataan yang tinggi. Pada permulaan pencelupan mungki mungkin n dipero diperoleh leh hasil hasil yang yang tidak tidak rata, rata, tetapi tetapi hal ini dpat dpat diperb diperbaik aikii dengan pendidihan. Contoh dalam tabel berikut adalah zat wrna direk golongan A yang dipakai mencelup rayon 30 menit, suhu 90 C dan perbandingan larutan 1:10. Zat Warna
Persentase Penyerapan dengan variasi garam 0%
0,1%
0,5%
1%
5%
Beranil F. Bordeau X4BL
75
81
89
93
100
Cholorarol F.Black BKS
54
66
77
82
95
Diazo Brill Orange G.R
70
74
82
86
94
Peramine E Red F
66
68
68
93
100
Sumber : Whittaker & Wilcock, Dyeing with coaltar Dyestuff. Halaman 239 b. Golongan B Yakni zat warna tanpa garam mempunyai daya serap dan dya perata yang rendah. Penamb Penambaha ahan n garam garam dalam dalam pencel pencelupa upan n dengan dengan zat wrn ini harus harus dilaku dilakukan kan berhat berhati-ha i-hati, ti, sebab sebab penamb penambhan han gram gram yang yang terlal terlalu u cepat cepat akan akan menghasilkan celupan yang tidak rata. Bila pada permulan penceluo\pan diperoleh warna yang tidak rata, akan sukar untuk diperbaiki. Tabel Tabel beriku berikutt menunj menunjukk ukkan an contoh contoh zat warna warna direk direk golong golongan an B yang dipakai dalam pencelupan rayon seperti contoh golongan A.
13
Contoh zat warna direk golongan B : Zat Warna
Persentase Penyerapan dengan variasi garam 0%
0,1%
0,5%
1%
5%
Benzanil F.Brown 3RL
12
29
43
57
85
Cholorarol Blue B 525
0
5
42
68
94
Diphenil Blue M2B 300
30
45
66
84
94
Sumber : Whittaker & Wilcock, Dyeing with coaltar Dyestuff. Halaman 240 c. Golongan C Yakni zat warna yang tanpa garam memounyai daya serap yang baik tapi daya peratanya rendah. Pencelupan dengan zat warna golongan ini harus dilakukan dengan pengontrolan temperatur. Tabel berikut ini menunjukkan contoh zat warna direk golongan C yang dipakai dalam pencelupan rayon seperti golongan A dan B. Contoh zat warna direk golongan C : Zat Warna
Persentase Penyerapan dengan variasi garam 0%
0,1%
0,5%
1%
5%
Benzo purpurin 4 B 180
82
94
100
100
100
Diphenil Brill Blue FF 165
56
72
89
93
100
Paramine Black BH 240
46
52
73
82
93
Sumber : Whittaker & Wilcock, Dyeing with coaltar Dyestuff. Halaman 241
14
III.Pencelupan Kapas dengan Zat Warna Direk
Pencelupan adalah proses pemberian warna yang merata pada suatu bahan dan keadaannya kurang lebih permanen, dan sebagai bahan pewarna digunakan zat warna. Mekanisme Pencelupan
Menurut teori pencelupan, perpindahan zat warna dari larutan ke dalam serat terjadi secara bertahap : 1. Difu Difusi si zat zat warn warnaa dalam dalam lar larut utan an Dida Didala lam m laru laruta tan n zat warn warnaa direk direk berb berben entu tuk k mole moleku kull tung tungga gall dan dan beragregat. Molekul-molekul ini dalam keadaan gerak dan tidak mempunyai arah tertentu. Gerakan secara terarah akan terjadi jika ada gaya penggeraknya. Gaya penggerak ini dapat disebabkan karena adanya gradien konsentrasi dalam larutan atau perbedaan perbedaan pontensial pontensial elektro statik dibagian-bagia dibagian-bagian n tertentu tertentu di dalam larutan. Gerakan yang ditimbulkan oleh adanya perbedaan konsentrasi tersebut disebut difusi. Difusi Difusi merupa merupakan kan proses proses pemind pemindaha ahan n dengan dengan adanya adanya proses proses difusi difusi maka maka akan akan terjadi terjadi proses proses pemind pemindaha ahan n zat warna warna dari dari bagian bagian larutan larutan yang yang berkonsentrasi tinggi kebagian yang berkonsentrasi rendah. 2. Adsorp Adsorpsi si zat zat warna warna ke permuk permukaan aan serat serat serat dalam larutan cenderung bermuatan negatif, demikian pula zat warna warna direk direk dalam dalam larutan larutan juga juga bermua bermuatan tan negati negatif. f. Dengan Dengan demiki demikian an akan akan terjadi gaya tlak menolak antara zat warna dengan serat. Agar zat warna dapat menempel pada permukaan serat, maka zat warna harus dapat melampaui beberapa rintangan, yaitu : a.
Rintangan mu muatan adal adalaah rin rintang angan ya yang di diala alami ole oleh bu butir zat zat
warna direk untuk melekat pada permukaan serat karena adanya gaya tolak menolak antara butir zat warna dengan serat. b.
Rintangan en entrop ropi ada adalah rin rintang angan ya yang dia dialami ole oleh but butir zat zat
warna warna direk direk untuk untuk meleka melekatt pada pada permuk permukaan aan serat serat karena karena pengar pengaraha ahan n molekul molekul zat warna kurang. kurang. Posisi butir zat warna direk dipermukaan dipermukaan serat harus sejajar dengan sumbu serat.
15
3. Difu Difusi si zat zat warn warnaa ke dala dalam m sera seratt Adsorpsi zat warna pada permukaan serat menyebabkan konsentrasi dipermukaan serat menjadi tinggi, sedangkan di dalam serat konsentrasi mulamula mula adalah adalah nol. nol. Apabi Apabila la butir-b butir-buti utirr zat warna warna terseb tersebut ut mempun mempunyai yai energi energi untuk masuk ke dalam serat maka akan terjadi proses pemindahan zat warna dari permukaan serat ke dalam serat. Mula-mula butir zat warna dalam bentuk molekul tunggal atau agregat kecil masuk ke dalam serat melalui daerah amorf. Dengan bantuan panas serta mengembangnya kapas, maka butir-butir zat warna akan masuk lebih cepat dan bermigrasi ke bagian kristalin lewat antar molekul selulosa. 4. Ikat Ikatan an zat zat warn warnaa deng dengan an sera seratt Setelah berada dalam serat, kemudian zat warna tersebut mengadakan ikatan hidrogen dengan serat. Ikatan hidrogen terjadi antara gugus-gugus yang berti bertinda ndak k sebaga sebagaii pembri pembri elektr elektron on atau gugusgugus-gug gugus us yang yang mengan mengandun dung g hidrog hidrogen en dan dapat dapat mengad mengadaka akan n ikatan ikatan hidrog hidrogen en dalam dalam zat warna warna dengan dengan gugus-gugus hidroksil didalam serat. Ikatan hidrogen antara serat dengan zat warna terjadi dalam dua bentuk, yaitu : a. Bent Bentuk uk ikata ikatan n anat anatara ara gugu guguss hidr hidrok oksi sill serat serat deng dengan an gugu guguss pemb pemberi eri elek elektr tron on dala dalam m zat zat warn warna. a. Dala Dalam m hal hal ini ini gugu guguss hidr hidrok oksi sill serat serat akan akan bertindak sebagai pemberi hidrogen. b. b. Bent Bentu uk ikat ikatan an anta antara ra gugu ugus hid hidrok roksil sil sera seratt denga engan n gugu guguss yang ang meng mengan andu dung ng hidr hidrog ogen en dan dan dapa dapatt meng mengad adak akan an ikat ikatan an hidr hidrog ogen en yang yang terdapat pada warna. Dalam hal ini unsur oksigen dari gugus hidroksil serat akan akan bertin bertindak dak sebaga sebagaii pember pemberii elektr elektron on dan gugus gugus zat warna warna sebaga sebagaii pemberi hidrogen. R
N
H
H
O
H
Sel
R
N
N
R
HO sel
Disamping ikatan hidrogen, dapat pula terjadi ikatan ” Van der Waals ”. Ikatan ”Van der Waals” antara selulosa dengan zat warna telah diteliti oleh deal, yaitu karena adanya ikatan rangkap yang berkonyugasi dimana ujung dari
16
ikatan rangkap yang berkonyugasi saling tarik menarik dengan gugus hidroksil selulosa. IV.Pengaruh IV.Pengaruh NaCl NaCl terha terhadap dap Pence Pencelup lupan an serat serat kapas kapas denga dengan n Zat Warna Warna Direk
Adanya NaCl dalam larutan celup akan memperbesar penyerapan zat warna oleh oleh selulo selulosa. sa. Selulo Selulosa sa didalam didalam laruta larutan n mempun mempunyai yai muatan muatan negati negatiff dan akan akan menola menolak k anion anion zat warna. warna. Adanya Adanya elektr elektroli olitt akan akan mengur mengurang angii muatan muatan negati negatif f tersebut, sehingga butir zat warna akan tertarik oleh serat karena gaya-gay Van der Waal atau ikatan hidrogen telah bekerja dengan baik. Disamping itu NaCl akan mengurangi ionisasi butier zat warna, sehingga diha diharap rapka kan n laru laruta tan n celup celup lebi lebih h bany banyak ak meng mengan andu dung ng buti butirr zat zat warn warnaa yang yang membentuk molekul tunggal atau agregat, karena yang terserap selulosa adalah butir zat warna yang berbentuk seperti tersebut diatas. Dengan adanya NaCl tersebut maka disamping mempercepat penyerapan juga akan memperbesar jumlah zat warna yang terserap, sehingga diperoleh warna yang lebih tua. Zat warna golongan A dan C tidak begitu peka terhadap garam. Pencelupan dengan zat warna ini dapat mencelup tua tanpa adanya garam. Zat warna B sangat peka terhadap garam. Pencelupan dengan zat warna golongan ini akan memberikan warna yang sangat muda tanpa adanya garam. Zat warna dengan gugus sulponat sulponat sedikit dapat mencelup selulosa dengan warn warnaa tua tua tanp tanpaa gara garam. m. Zat Zat warn warnaa deng dengan an gugu guguss sulf sulfon onat at bany banyak ak hany hanyaa memberikan noda tanpa adanya garam.
17
BAB III PEMECAHAN MASALAH
I. Percobaan Maksud Dan Tujuan
Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh elektrolit pada proses pencelupan kain kapas dengan menggunakan zat warna direk. Tujuannya adalah untuk membandingkan tua mudanya hasil pencelupan kain kapas dengan menggunakan zat warna direk yang berbeda konsentrasi elektrolitnya. Alat dan Bahan Alat
-
Piala Gelas
-
Gelas Ukur
-
Timbangan Elektrik
-
Bunsen + Kasa + Kaki tiga
Bahan
-
Zat Warna Direk
-
Garam Dapur / garam glauber
Resep
Zat Warna
:X%
Garam Dapur / Garam Glauber
: 0 – 5 g/L
Suhu
:100 o C
Waktu
: 45 – 60 Menit
Skema Proses
Zat warna direk Garam dapur
100oC
40OC
18
0
10
20
30
90 menit
Prosedur
1
Mela Melaru rutk tkan an Zat Wa Warn rnaa Zat warna direk dibuat pasta dengan air dingin dan sedikit zat pembasah, kemudian ditambah air panas sampai larut.
2. Cara Cara Penc Pencel elup upan an
-
Zat warna direk yang telah larut dimasukkan kedalam larutan celup pada suhu 40oC.
-
Bahan yang telah dimasak, dicelup dalam larutan tersebut selama 10 menit.
-
Garam dapur atau garam glauber dimasukkan dan suhu dinaikkan perlahan lahan sampai mendidih. Pencelupan diteruskan selama 45 – 60 menit.
II.
Setelah selesai bahan diangkat dan dicuci bersih.
Pengujian
Pengamatan Ketuaan Warna Secara Visual a)
Tujuan
Pengujian Pengujian ini bertujuan bertujuan untuk menentukan menentukan ketuaan warna hasil proses pencelupan pencelupan yang dilakukan oleh pengamat yang jumlahnya dibatasi. b)
Alat dan bahan
- Contoh uji - Lembar hasil pengamatan - Pensil c)
Prinsip Pengujian
Peng Penguj ujia ian n peng pengam amat atan an visu visual al ini ini dilak dilakuk ukan an oleh oleh lima lima oran orang g peng pengam amat at.. Peng Pengam amat at melakukan pengamatannya tanpa tekanan atau bujukan dari pihak lain, kecuali penjelasan arti dari penulis. Dengan menggunakan metode perangkingan terhadap kain contoh uji didapatkan kain dengan hasil yang optimum. d)
Cara kerja
- Contoh uji disiapkan berukuran 10 x 15 cm dan diberi label huruf secara acak tanpa diketahui oleh calon pengamat.
- Pengamat berjumlah lima orang dan melakukan pengamatan secara perorangan dan terpisah.
19
- Pengamat Pengamat melakukan melakukan pengamatan pengamatan terhad terhadap ap warna dari kain kapas dan menentukan rangking. rangking.
e)
Evaluasi
Nilai Nilai hasil hasil pengam pengamatan atan visual visual dari dari lima lima orang orang pengam pengamat at dijuml dijumlahk ahkan an dan dirang dirangkin king g secara ulang sesuai dengan variasi. Hasil nilai dijumlahkan sehingga diperoleh hasil akhir. Jumlah nilai yang paling besar merupakan ketuaan warna yang optimum dan paling baik. Rangking untuk ketuaan adalah 1 – 4, dengan rangking 1 untuk ketuaan warna yang paling baik dengan nilai 20 dan rangking 4 untuk ketuaan warna yang kurang baik dengan nilai 6. f)
Data Pengujiaan Resep Kadar
Orang 1
Orang 2
Orang 3
Orang 4
Orang 5
NaCl 0 g/l 5 g/l 10 g/l 15 g/l
3 4 3 4
2 3 3 3
0 g/l 5 g/l 10 g/l 15 g/l
1 2 3 4
2 1 3 4
0 g/l 5 g/l 10 g/l 15 g/l
3 3 4 4
3 3 2 3
Golongan A 2 3 3 2 4 3 3 4 Golongan B 1 1 3 2 2 4 4 3 Golongan C 2 2 3 3 4 4 4 4
Total nilai
Rangking
4 3 4 4
13 15 17 18
4 3 2 1
1 2 3 4
6 10 15 20
4 3 2 1
2 2 3 4
12 14 17 18
4 3 2 1
BAB IV
20
DISKUSI
Adanya Adanya garam dapur akan mengurangi mengurangi muatan negatif negatif permukaan permukaan serat atau butir zat warna sehingga sehingga akan mempercepat mempercepat dan memperbesar memperbesar jumlah zat warna yang terserap oleh serat. Zat warna Direk golongan A dan C tidak begitu peka terhadap garam.Penambahan 5 – 10 g/l garam dapur sudah cukup memberikan warna tua.Penambahan garam dapur selebihnya tidak begitu keliatan lagi penambahan tua.Zat warna direk golongan B sangat peka terhadap garam.Pencelupan dengan zat warna ini akan mencelup sangat muda tanpa penambahan garam.Penambahan garam sampai 15 g/l masih menambah ketuaan warna. Dalam praktiknya penambahan garam tidak boleh dilakukan sekaligus melainkan harus bertahap dan sebaiknya dimasukkan setelah beberapa menit bahan terendam zat warna untuk mencegah terjadinya ketidakrataan hasil pencelupan. Dari hasil pengamatan pengamatan secara visual tersebut dapat diartikan diartikan bahwa garam dapur yang digunakan sangat berpengaruh terhadap banyaknya zat warna yang masuk terserap kedalam bahan / kain kapas tanpa mengubah konsentrasi zat warna yang digunakan. Selain berfungsi untuk menambah daya serap kain kapas terhadap zat warna, garam dapur juga juga berfun berfungsi gsi untuk untuk memper mempercepa cepatt proses proses penyer penyerapa apan n kain kain kapas kapas terhad terhadap ap zat warna warna sehingga sering disebut sebagai zat katalis. Akan tetapi, garam dapur akan bekerja dengan sangat baik bila didukung dengan suasana tertentu seperti suhu.Dengan suhu yang tinggi (suhu mendidih), maka reaksi akan berjalan lancar sehingga hasil pencelupan menjadi baik,sesuai dengan yang diinginkan.
BAB V
21
PENUTUP
5.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan terhadap variasi penggunaan garam dapu dapurr dala dalam m penc pencel elup upan an kain kain kapa kapass deng dengan an zat zat warn warnaa direk direk kaya kayaru russ red red dan dan pen penga garu ruhn hnya ya terh terhad adap ap ketu ketuaa aan n warn warnaa hasi hasill penc pencel elup upan an ,mak ,makaa dapa dapatt ditar ditarik ik kesimpulan sebagai berikut : 1) Garam dapur dapur memiliki memiliki pengaruh pengaruh terhadap terhadap proses proses pencelupan pencelupan kain kapas kapas dengan dengan zat zat
warn warnaa
dire direk, k,k kenai enaikk kkan an
konse onsent ntra rasi si
gara garam m
dapu apur
dala dalam m
laru laruta tan n
celup,menyebabkan beda warna semakin besar, yaitu ketuaan warna semakin meningkat. 2) Suhu Suhu larutan larutan juga memiliki memiliki pengaruh pengaruh terhadap terhadap kinerja kinerja elektr elektroli olitt (garam (garam dapur) dapur) dalam proses pencelupan.Dengan kenaikkan suhu larutan,maka elektrolit dapat bekerja dengan cepat sehingga proses penyerapan berjalan lebih cepat.
5.2. Saran 1) Agar Agar lebih lebih efisien efisien dan ekonomi ekonomis,a s,apab pabila ila mengingi menginginka nkan n warna warna tua pada pada hasil hasil pence pencelup lupan an kain kain kapas kapas dengan dengan zat warna warna direk, direk, maka maka sebaik sebaiknya nya menaik menaikkan kan konsentrasi garam dapur yang digunakan tanpa menaikkan konsentrasi zat warna yang digunakan sehingga lebih ekonomis dan hemat. 2) Penambahan Penambahan gapram gapram dapur dapur kedalam larutan larutan celup sebaik sebaiknya nya dilakukan dilakukan beberapa beberapa saat setelah kain terendam pada larutan celup,agar zat warna masuk secara teratur dan perlahan sehingga didapat hasil pencelupan yang rata dan maksimum.
DAFTAR PUSTAKA
22
Soeprijono,p.,et al.,serat-serat tekstil,textbook ITT,1973 Rasjid,Djupri,et al.,eknologi pengelantangan, pencelupan dan pencapan.Textbook ITT,1973 Trotman,E.R,.Dyeing and chemical Technology Technology of Textile fibres,fourth edition,London,1970 Vickerstaff,T.Phycical chemistry of Dyeing Olver and Dyes,London,1950 www.google.com/serat www.google.com/serat kapas
23
