Proses Pencelupan Kapas Dengan Zat Warna Naftol I.
Maksud dan Tujuan
Maksud Agar praktikan dapat mengetahui prinsip-prinsip dasar proses pencelupan kapas dengan zat warna naftol
Tujuan -
Mengetahui dengan baik prinsip dasar proses pencelupan kapas dengan zat warna naftol
-
Memahami karakter kapas, zat warna naftol, zat pembantu dan alat celup yang akan dipakai
-
Membuat perencanaan proses pencelupan
-
Menghitung kebutuhan bahan, zat warna, dan zat pembantu sesuai dengan resep pencelupan
-
Mampu melakuka proses pencelupan dengan hasil pencelupan yang rata dan tahan luntur yang memadai sesuai target
-
II.
Mampu mengevalusi dan menganalisa hasil proses pencelupan
Teori Dasar 2.1. Zat Warna Naftol Zat warna Naftol adalah zat warna yang terbentuk didalam serat waktu proses pencelupan / pencapan berlangsung dan merupakan hasil reaksi komponen senyawa naftol dengan senyawa garam diazonium. Untuk pembentukan Naftol diperlukan 2 komponen, yaitu : 1. Komponen Naftol Komponen yang biasa digunakan untuk zat warna naftol adalah : 2. Beta Naftol Zat warna ini disebut juga zat warna Ice Colour karena pada reaksi diazotasi diperlukan suasana dingin, sehingga digunakan es. Penggunaan Beta Naftol ini sangat terbatas karena kesubstantiannya terhadap selulosa kecil dan sebelum dibangkitkan bahan harus dikeringkan terlebih dahulu agar hasil celupannya rata. senyawa beta naftol mempunyai sifat0sifat yang kurang baik misalnya afinitas terhadap kapas kecil, mudah mengendap karena tidak stabil, tahan gosok dan tahan sinarnya kurang baik. Naftol AS
Naftol AS merupakan substitusi hidroksi asam naftoat (Asam BON : Asam Oksi Naftoat) menjadi anilida dari 2–hidroksi, 3–asam naftoat. Sifat-sifat yang kurang baik dari beta naftol dapat dihindari setelah diketemukannya Naftol AS oleh Firma “Greisheim Electron” pada tahun 1911 di jerman. Zat warna tersebut mempunyai jumlah macam warna yang jauh lebih banyak dan warna yang dihasilkan lebih tahan luntur, lebih mengkilat dan mempunyai afinitas terhadap selulosa. Maka pengeringan pendahuluan tidak merupakan suatu keharusan dan bahan kapas yang telah dinaftolkan dapat terus dibangkitkan warnanya. Susunan kimia Naftol dapat dibagi menjadi 3 golongan, yaitu : 1. Golongan yang berasal dari 3–hidroksi, 2–asam naftoat arilamida, yang sekarang dikenal dengan Naftol AS. 2. Golongan arilida dari 2–hidroksi antrasena, 3–asam karboksilat, dengan inti : - Antrasena, misalnya : Naftol AS–GR - Karbazolum, misalnya : Naftol AS–LB - Benzokarbazolum, misalnya : Naftol AS–SG penggantian inti antrasena oleh inti benzokarbazolum memberikan warna cokelat tua dan hitam, bila dibangkitkan dengan garam yang diperlukan. 3. Golongan yang mengandung asil-asetat arilamida, untuk warna kuning. Misalnya Naftol AS–G dan Naftol AS–L4G 2 alfa asetil asetamida, 6–etoksi benzotiazolum Rumus Bangun Naftol AS – L4G Komponen diatas tidak larut dalam air dan harus dilarutkan dalam alkali (NaOH). Sifat-sifat zat warna Naftol AS 1. Mempunyai kesubstantifan tinggi bila dibandingkan dengan beta naftol terhadap kapas dalam larutan alkali. Penentuan kesubstantifan dari pada naftol dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kesubstantifan dari tiap macamzat warna naftol terhadap selulosa, konsentrasi larutan, soda kostik, zat aktif permukaan, suhu, koloid pelindung. 2. Naftol AS merupakan naftol yang paling rendah kesubstantifan diantara seri naftol AS lainnya. Penambahan kesubstansian dapat diperoleh juga dengan menambahkan atom-atom halogen, tapi penambahan ini juga dapat mengakibatkan warna menjadi lebih tua.
Kelarutan Naftol Naftol tidak larut dalam air, akan tetapi larut dalam soda kaustik, tahan gosok dari hasil pencelupannya sangat dipengaruhi oleh kelarutan naftolnya sendiri. Oleh
karenanya
kelarutan yang kurang baik akan menghasilkan tahan gosok yang kurang baik pula. Untuk melarutkan naftol yang stabil, biasanya ditambahkan formaldehida, perlu diketahui bahwa penambahan formaldehida harus dalam keadaan dingin, bila panas akan terjadi pengendapan.
Larutan naftolat tidak stabil terhadap karbondioksida dari udara, artinya larutan tersebut dapat mengurai kembali menjadi naftol yang tidak larut, sehingga apabila larutan tersebut digunakan untuk mencelup akan menghasilkan celupan yang belang, suram dan tidak tahan terhadap gosokan. Komponen Diazo Komponen diazo adalah senyawa kimia yang digunakan untuk membangkitkan warna pada bahan yang telah dinaftolkan. Reaksi yang terjadi antara naftolat dengan komponen diazo berlangsung didalam serat. Untuk membentuk warna didalam bahan digunakan 2 macam senyawa diazo yaitu : 1. Basa Naftol Basa Naftol merupakan senyawa aminaaromatik primer yang dapat di diazokan dan digandengkan dengan komponen naftol serta tidak mengandung gugusan sulfonat atau mengandung gugus pelarut lainnya. Dalam pemakaian basa ini harus dilarutkan terlebih dahulu dengan asam klorida dan natrioum nitrit sehingga terbentuk garam naftol yang raektf dan larut dalam air. Reaksi pembentukan garam naftol dari basa naftol disebut reaksi diazotasi dan berlangsung pada suhu rendah, pada umumnya digunakan es, sehingga zat warna naftol disebut juga Ice Colour 2. Garam Naftol Garam naftol merupakan basa naftol yang telah diazotasi dan distabilkan untuk mempermudah pemakaian. Didalam perdagangan dikenal dua macam senyawa diazo yang distabilkan, yaitu : Garam naftol yang distabilkan dalam suasana asam yang akan bereaksi segera dengan naftolat didalam bahan setelah dilarutkan didalam air. Garam ini biasanya berbentuk diazonium klorida, diazonium sulfat, diazonium amino dan garam-garam rangkap aril sulfonat. Garam naftol yang distabilkan dalam suasana basa yang akan bereaksi dengan naftolat setelah diasamkan atau dilakukan dalam uap asam 2.2 Kapas Bahan serat yang digunakan adalah kapas yang merupakan jenis serat selulosa. Penampang melintang dari serat berbahan kapas memiliki bentuk yang tidak beraturan yaitu seperti ginjal. Bentuk penampang melintang seperti itu membuat hasil pewarnaan pada permukaan jadi memiliki daya kilap yang kurang, akan tetapi bentuk seperti itu memberikan daya penutup kain yang lebih besar.
Gambar diatas merupakan strukur dari serat selulosa. Pada serat kapas diatas memiliki gugus hidroksil yang memberikan sifat penyerapannya terhadap air. Meskipun demikian, selulosa yang banyak mengandung gugus hidroksil dapat bersifat tidak larut didalam air. Hal tersebut dimungkinkan karena berat molekul selulosa yang sangat besar, juga karena terjadinya ikatan hidrogen antar molekul selulosa yang mempersulit kelarutan selulosa didalam air. Gugus hidroksil tersebut selain dapat menarik gugus hidroksil dari molekul lainnya, juga dapat menarik gugus hidroksil air. Hal tersebut membuat serat yang mengandung banyak gugus hidroksil akan mudah menyerap air sehingga serat tersebut memiliki moisture regain yang tinggi. Dengan kemudahan molekul air terserap kedalam serat, menyebabkan serat mudah menyerap zat warna yang berbentuk pasta atau larutan. Sifat Kimia Serat Kapas 1. Pengaruh Asam Pada umumnya asam bersifat merusak serat kapas yang tergantung pada konsentrasi, suhu, waktu dan jenis asamnya. Misal Asam klorida 15%(HCl) dapat menurunkan kekuatan serat sedangkan asam asetat (CH3COOH)dalam keadaan dingin maupun panas tidak merusak serat. 2. Pengaruh Alkali Serat kapas terhadap alkali panas dan alkali dingin kecuali larutan alkali kuat dengan konsentrasi yang tinggi deoat menyebabkan penggembungan yang besar pada serat. 3. Pengaruh Zat-zat Oksidator Semua okasidator merusak serat kapas. Derajat kerusakannya dipengaruhi oleh konsentrasi, suhu dan pH. Oksidator tersebut dapat mengakibatkan selulosa terdegradasi karena terbentuk oksiselulosa, sehingga kekuatannya turun. 4. Pengaruh Panas Serat kapas dalam pemanasan yang relative lama pada suhu diatas 140 0C akan mengakibatkan kerusakan dengan terbentuknya oksiselulosa.
5. Pengaruh jasad Renik Serat kapas mudah diserang oleh jamur atau bakteri terutama dalamkeadaan lembab dan hangat. Sifat Fisika Serat Kapas 1. Warna Serat kapas tidak begitu putih, tapi agak krem, warna ini ditimbulkan karena adanya pigmen alam didalam serat. Warna serat kapasakan menjadi lebih tua apabila terlalu lama dalam penyimpanan 2. Kekuatan Kekuatan serat kapas terutama dipengaruh oleh kadar selulosa dalam serat, panjang rantai dan orientasinya. Serat kapas dalam keadaan basah akan berbentuk silinder, sehingga distribusi tegangannya lebih merata dan kekuatannya naik. Apabila gaya diberikan pada serat kapas kering, distribusi tegangan dalam serat tidak merata karena bentuk serat kapas yang terpuntis dan tidak teratur 3. Mulur Mulur serat kapas berkisat antara 4 – 13% tergantung pada jenisnya, dengan mulur rata-rata 7%. 4. Kandungan Lembab Kendungan lembab serat kapas pada kondisi standar yaitu 7 – 8%. 5. Bobot Jenis Bobot jenis serat kapas berkisar antara ( 1,5 – 1,56 ) g/m3. 6. Indeks Bias Indeks bias serat sejajar sumbu serat 1,58 & indeks bias melintang sumbu serat 1,53.
III.
Alat dan Bahan Alat : 1. Piala Porselen 2. Gelas Piala 3. Gelas Ukur
Bahan : 1. Kain Kapas 2. Zat Warna Naftol 3. Pembasah
4. Pipet 5. Pengaduk 6. Timbangan 7. Gunting 8. Bunsen
IV.
4. NaOH 5. TRO 6. NaCl 7. CH3COOH 8. Na2CO3 9. Sabun
Resep Praktikum dan Fungsi Zat 1. Resep Penaftolan : Naftolat 2-4% Pembasah 1 ml Na2CO3 2 g/l NaCl 30 g/l Vlot 1:20 2. Resep Pembangkitan Warna (Proses Kopling) : Garam diazonium 10-20 ml/l CH3COOH 1 ml/l Vlot 1:20 Suhu 30oC Waktu 15 menit 3. Resep Pencucian : Sabun 1 g/l Na2CO3 2 g/l Vlot 1:20 Suhu 80oC Waktu 15 menit Fungsi Zat Pembasah : Berfungsi untuk meratakan dan mempercepat proses pembasahan kain NaCl : Berfungsi untuk mendorong penyerapan zat warna. NaOH : Berfungsi untuk merubah naftol menjadi naftolat yang larut. Na2CO3 : Berfungsi untuk mendapatkan suasana pencucian hasil celupan alkalis agar keaktifan sabunnya makin baik. Sabun : Berfungsi untuk proses pencucian setelah proses pencelupan guna menghilangkan zat warna naftol yang menempel dipermukaan serat hasil celupan.
V.
Diagram Alir dan Skema Proses
Diagram Alir
Persiapan Larutan Celup (Pelarutan naftol) Pembangkitan warna (Kopling) Proses penaftolan
Proses pencucian Skema Proses 1. Penaftolan Naftolat Pembasah Na2CO3
2. Proses Kopling 50oC
CH3COOH Garam diazonium
NaCl
30oC 10 t (menit) VI.
20
30
40
0
10
Cara Kerja 1. Pilihlah satu zat warna naftol untuk pencelupan serat kapas. Yang warna dan tahan lunturnya sesuai target. 2. Buatlah rencana proses pencelupannya meliputi, penyusunan diagram alir proses, pembuatan skema proses, pemilihan zat pembantu dan penyusunan resep pencelupan. 3. Hitunglah kebutuhan bahan, zat warna, air, zat pembantu pencelupan sesuai dengan resep yang anda buat. 4. Lakukan proses pencelupan sesuai skema proses. 5. Evaluasi dan analisa hasil pencelupan.
VII.
Data Pengamatan (Perhitungan Resep) Resep I Berat bahan Zat warna Pembasah Na2CO3 NaCl Garam diazo CH3COOH Resep II Berat bahan Zat warna Pembasah Na2CO3 NaCl Garam diazo CH3COOH Resep III
= 4,80 x 20 = 96 ml = 2/100 x 4,80 = 0,096 x 100 = 9,6 ml = 96/1000 x 1 = 0,09 = 96/1000 x 2 = 0,19 = 96/1000 x 30 = 2,8 = 96/1000 x 10 = 0,9 = 96/1000 x 1 = 0,09 = 4,85 x 20 = 97 ml = 2/100 x 4,85 = 0,097 x 100 = 9,7 ml = 97/1000 x 1 = 0,09 = 97/1000 x 2 = 0,19 = 97/1000 x 30 = 2,9 = 97/1000 x 10 = 0,9 = 96/1000 x 1 = 0,09
Berat bahan Zat warna Pembasah Na2CO3 NaCl Garam diazo CH3COOH Resep IV Berat bahan Zat warna Pembasah Na2CO3 NaCl Garam diazo CH3COOH
VIII.
= 4,74 x 20 = 94 ml = 4/100 x 4,74 = 19,4 ml = 94/1000 x 1 = 0,09 = 94/1000 x 2 = 0,18 = 94/1000 x 30 = 2,7 = 94/1000 x 20 = 1,8 = 94/1000 x 1 = 0,09 = 4,81 x 20 = 96 ml = 4/100 x 4,81 = 19,2 ml = 96/1000 x 1 = 0,09 = 96/1000 x 2 = 0,18 = 96/1000 x 30 = 2,8 = 96/1000 x 20 = 1,9 = 96/1000 x 1 = 0,09
Diskusi Saat melakukan praktikum pencelupan dengan menggunakan zat warna nafthol dapat diketahui bahwa pencelupan yang dilakukan Zat warna naftol adalah zat warna azo yang pembuatannya simultan dengan proses pencelupan, zat warna naftol terdiri dari 2(dua) komponen yaitu naftol dan garam diazonium. Naftol tidak bisa larut di air sehingga untuk penaftolan bahan naftol harus dirubah menjadi naftolat dengan menambahkan NaOH. Setelah penaftolan bahan barulah warnanya dibangkitkan dengan garam diazonium sehingga terjadi proses kopling antara naftol dan garam diazonium didalam serat. Berdasarkan warna hasil koplingnya, ada 2 jenis naftol yaitu naftol monokromatik yang warnannya mengarah kesatu arah warna dan naftol polikromatik. Sifat-sifat umum dari zat warna naftol : -tidak luntur dalam air -luntur dalam piridin pekat mendidih -bersifat poligenetik dan monogenetic -karena mengandung gugus azo, maka tidak tahan terhadap reduktor
Pada percobaan ini digunakan variasi garam diazonium untuk pembangkitan warna dengan variasi 10 dan 20 ml/l untuk mengetahui ketuaan warna pada kain.
IX.
Kesimpulan Dari hasil percobaan yang sudah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa semakin banyak konsentrasi garam diazonium yang digunakan maka ketuaan warna akan lebih baik, dapat dilihat dari kenampakan warna kain yang semakin tua pada resep IV.
X.
Daftar Pustaka Ir.Elly K.BK.Teks, dkk. Bahan Ajar Praktek Pencelupan 1. Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil Bandung: 2005.
