SlideShare a Scribd company logo
SKRIPSI
PENGARUH KONSENTRASI TITANIUM DIOKSIDA
(TiO2) HASIL SINTESIS SEBAGAI ZAT TAHAN API
PADA PROSES PENYEMPURNAAN TAHAN API
KAIN KAPAS
KARYA TULIS TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Dipertahankan dalam Sidang Panitia Penguji guna
Melengkapi Salah Satu Syarat Lulus Pendidikan Diploma Empat
Oleh:
MOHAMAD MIZAN ADHA
NPM. 14020015
POLITEKNIK STTT BANDUNG
2018
POLITEKNIK STTT BANDUNG
2018
SKRIPSI
PENGARUH KONSENTRASI TITANIUM DIOKSIDA
(TiO2) HASIL SINTESIS SEBAGAI ZAT TAHAN API
PADA PROSES PENYEMPURNAAN TAHAN API
KAIN KAPAS
KARYA TULIS TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Dipertahankan dalam Sidang Panitia Penguji guna
Melengkapi Salah Satu Syarat Lulus Pendidikan Diploma Empat
Oleh:
MOHAMAD MIZAN ADHA
NPM. 14020015
Pembimbing : Khairul Umam, S.ST., M.Si
SKRIPSI
PENGARUH TITANIUM DIOKSIDA (TiO2) HASIL
SINTESIS SEBAGAI KATALIS PADA PROSES
PENYEMPURNAAN TAHAN API KAIN KAPAS DAN
KAIN POLIESTER TERHADAP SIFAT TAHAN API
KARYA TULIS TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Dipertahankan dalam Sidang Panitia Penguji guna
Melengkapi Salah Satu Syarat Lulus Pendidikan Diploma Empat
Oleh:
MOHAMAD MIZAN ADHA
NPM. 14020015
Pembimbing
(Khairul Umam, S.ST., M.Si)
POLITEKNIK STTT BANDUNG
2018
DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH
Ketua Penguji .............................. Tanggal ..................
Ketua Jurusan .............................. Tanggal ..................
Tanggal ..................
Direktur Politeknik ..............................
STTT Bandung
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
“PENGARUH KONSENTRASI TITANIUM DIOKSIDA (TiO2)
HASIL SINTESIS SEBAGAI ZAT TAHAN API PADA PROSES
PENYEMPURNAAN TAHAN API KAIN KAPAS”
Yang disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan lulus ujian akhir pendidikan
Program Diploma Empat Jurusan Kimia Tekstil, Politeknik STTT Bandung,
merupakan hasil karya tulis saya sendiri. Skripsi ini bukan merupakan duplikasi
dari Skripsi yang sudah dipublikasikan atau pernah dipakai untuk mendapatkan
kelulusan di lingkungan Politeknik STTT Bandung, maupun di Perguruan Tinggi
atau lembaga manapun, kecuali kutipan dan sumber informasinya dicantumkan.
Atas pernyataan ini, saya siap menerima sanksi yang dijatuhkan kepada saya
apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam
karya tulis saya ini atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya tulis ini.
Bandung, 07 Juni 2018
Yang membuat pernyataan,
Mohamad Mizan Adha
NPM 14020015
i
KATA PENGANTAR
ii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR...............................................................................................i
DAFTAR ISI............................................................................................................ii
DAFTAR TABEL ..................................................................................................iv
DAFTAR GAMBAR................................................................................................v
DAFTAR LAMPIRAN............................................................................................vi
INTISARI...............................................................................................................vii
BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1
1.1 Latar Belakang ...........................................................................................1
1.2 Identifikasi Masalah ....................................................................................2
1.3 Maksud dan Tujuan....................................................................................2
1.4 Kerangka Pemikiran ...................................................................................2
1.5 Metodologi Penelitian .................................................................................5
BAB II LANDASAN TEORI ...................................Error! Bookmark not defined.
2.1 Serat Kapas................................................................................................8
2.1.1 Penampang Serat Kapas............................................................................8
2.1.2 Struktur Molekul Serat Kapas .....................................................................9
2.1.3 Sifat Kimia dan Fisika Serat Kapas.............................................................9
2.2 Penyempurnaan Tahan Api ......................................................................12
2.2.1 Indeks Batas Oksigen (Limiting Oxygen Index).........................................12
2.2.2 Mekanisme Pembakaran..........................................................................14
2.2.3 Mekanisme Proses Tahan api ..................................................................16
2.2.4 Zat Tahan Api...........................................................................................19
2.2.4.1 Zat Pengikat Silang................................................................................19
2.2.4.2 Ikatan Silang Tiga Dimensi.....................................................................19
2.3 Titanium Dioksida (TiO2)...........................................................................21
BAB III PEMECAHAN MASALAH ......................................................................25
3.1 Percobaan................................................................................................25
3.1.1 Maksud dan Tujuan ..................................................................................25
3.1.2 Bahan .......................................................................................................25
3.1.3 Alat ...........................................................................................................25
iii
3.1.4 Diagram Alir Proses..................................................................................26
3.1.5 Zat yang Digunakan.................................................................................. 27
3.1.6 Resep Percobaan..................................................................................... 27
3.1.7 Fungsi Zat.................................................................................................27
3.1.8 Prosedur Percobaan.................................................................................28
3.2 Pengujian.....................................................................................................28
1. XRD (X-Ray Difraction)................................Error! Bookmark not defined.
2. SEM (Scanning Electron Microscope)..........Error! Bookmark not defined.
3. FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry).................................30
3.2.4 Pengujian Tahan Api Cara Vertikal ...........................................................29
3.2.5 Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras............................................................30
3.3 Data Hasil Pengujian ................................................................................... 33
1. Hasil Pengujian XRD (X-Ray Difraction) ......Error! Bookmark not defined.
2. Hasil Uji SEM (Scanning Electron Microscope).......... Error! Bookmark not
defined.
3.Hasil Pengujian FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) ....... 33
3.3.4 Hasil Uji Ketahanan Api ............................................................................ 38
3.3.5 Hasil Uji Kekuatan Tarik Kain Kapas.........................................................34
BAB IV DISKUSI................................................................................................39
1. Hasil Uji XRD (X-Ray Difraction).....................Error! Bookmark not defined.
2. Hasil Uji SEM (Scanning Electron Microscope)Error! Bookmark not defined.
3.Hasil Uji FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry)......................39
4.4 Hasil Uji Tahan Api ......................................................................................40
4.5 Hasil Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras ......................................................42
BAB V PENUTUP..............................................................................................45
5.1 Kesimpulan...............................................................................................45
5.2 Saran........................................................................................................45
DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................46
LAMPIRAN ........................................................................................................47
iv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Ketahanan serat poliester terhadap berbagai jenis zat kimia........Error!
Bookmark not defined.
Tabel 2.2 Indeks batas oksigen .........................................................................13
Tabel 2.3 Perbandingan sifat TiO2 jenis rutil dan anatase... Error! Bookmark not
defined.
Tabel 3.1 Hasil pengujian rata-rata waktu tahan api kain kapas.........................34
Tabel 3.2 Hasil pengujian rata-rata waktu kain poliester.....................................35
Tabel 3.3 Hasil pengujian kekuatan tarik kain kapas..........................................35
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram Alir proses...........................Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.1 Bentuk morfologi serat kapas...........................................................8
Gambar 2.2 Struktur molekul serat kapas ............................................................ 9
Gambar 2.3 Bentuk morfologi serat poliester ........ Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.4 Siklus pembakaran pada serat.......................................................14
Gambar 2.5 Reaksi pembakaran radikal bebas .................................................15
Gambar 2.6 Ikatan silang kapas dengan asam fosfat ........................................17
Gambar 2.7 Dehidrasi selulosa dengan asam fosfat.......................................... 18
Gambar 2.8 Degradasi termal selulosa..............................................................18
Gambar 2.9 Ikatan silang kapas dengan asam fosfat ......... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 2.10 Bentuk kristal Anatase (A) dan rutil (B)......................................... 22
Gambar 3.1 Diagram alir proses..........................................................................22
Gambar 3.2 Hasil Pengujian Titanium Dioksida...................................................29
Gambar 3.3 Bentuk penampangTiO2...................................................................30
Gambar 3.4 Morfologi serat poliester...................................................................30
Gambar 3.5 Morfologi serat kapas.......................................................................31
Gambar 3.6 Morfologi permukaan poliester dengan variasi 0,8%.......................31
Gambar 3.7 Morfologi permukaan kapas dengan variasi 0,8%...........................32
Gambar 3.8 Hasil pengujian FTIR blanko kain kapas..........................................32
Gambar 3.9 Hasil pengujian FTIR kain kapas dengan variasi 0,8%....................33
Gambar 3.10 Hasil pengujian FTIR balnko kain poliester....................................33
Gambar 3.11 Hasil pengujian FTIR kain poliester dengan variasi 0,8%..............34
Gambar 4.1 Waktu nyala api pada kain kapas dan kain poliester.......................40
Gambar 4.2 Waktu bara pada kain kapas dan kain poliester ..... Error! Bookmark
not defined.
Gambar 4.3 Panjang arang kain kapas dan kain poliester...................................39
vi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil uji bakar kain kapas dan kain poliester..................................44
Lampiran 2. Hasil uji FTIR kain kapas dan kain poliester...................................50
Lampiran 3. Data hasil pengukuran diameter TiO2.............................................53
vii
INTISARI
Proses penyempurnaan tahan api merupakan salah satu proses akhir dari proses
basah tekstil yang bertujuan untuk menambah sifat tahan api pada kain sehingga
dapat mencegah nyala api dan bara api terus menyala pada proses pembakaran.
Serat kapas merupakan serat yang umumnya banyak diproduksi sebagai bahan
baku untuk pembuatan tekstil sandang. Serat kapas memiliki kelemahan yaitu
serat yang mempunyai sifat mudah terbakar dan bara apinya meneruskan
pembakaran, hal ini dikarenakan serat kapas termasuk kedalam jenis serat
selulosa memiliki indeks batas oksigen yaitu 19%, sehingga relatif mudah terbakar.
penelitian ini dikhususkan untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 yang
dibuat dari hasil sintesis dengan menggunakan campuran TiCl4 dan ethanol lalu
difungsikan sebagai zat tahan api pada proses penyempurnaan tahan api pada
kain kapas.
Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan TiO2 hasil sintesis sebagai zat
tahan api pada penyempurnaan tahan api kain kapas dengan memvariasikan
konsentrasi TiO2 0, 3, 6, dan 9 %. TiO2 hasil sintesis diuji bentuk kristalnya dengan
dilakukan pengujian XRD (X-Ray Difraction) untuk mengetahui hasil yang didapat
sesuai dengan literatur yang digunakan. Pengujian SEM (Scanning Electron
Microscope) dilakukan untuk mengamati morfologi permukaan kain setelah
dilakukan proses penyempurnaan tahan api. Pengujian FTIR (Fourier Transform
Infrared Spectrofotometry) dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang
terdapat pada serat setelah proses penyempurnaan. Pengujian untuk melihat sifat
tahan api, menggunakan uji tahan api cara vertikal dengan memperhatikan waktu
nyala api, waktu bara, dan panjang arang pada kain yang diuji. Pengujian untuk
mengetahui kekuatan kain menggunakan uji kekuatan tarik cara pita tiras.
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Proses penyempurnaan merupakan proses yang memperbaiki sifat kain sehingga
menambah daya guna secara khusus pada suatu bahan tekstil (W.D Schindler,
dkk, 2004). Salah satu proses penyempurnaan pada bahan tekstil yaitu
penyempurnaan tahan api yang bertujuan untuk menambah sifat tahan api pada
kain sehingga dapat mencegah nyala dan bara api terus menyala pada proses
pembakaran. Serat kapas merupakan serat yang umumnya banyak diproduksi
sebagai bahan baku untuk pembuatan tekstil sandang. Serat kapas memiliki
kelemahan yaitu serat yang mempunyai sifat mudah terbakar dan bara apinya
meneruskan pembakaran, hal ini dikarenakan serat kapas termasuk kedalam jenis
serat selulosa memiliki indeks batas oksigen yaitu 19%, sehingga relatif mudah
terbakar (C.M. Carr, 1995).
Zat tahan api yang banyak digunakan pada proses penyempurnaan yaitu THPC-
Urea (Edward A. Dalton, 2009), N-methylol dimethylphosphonopropionamide
(Chien-Kuen Poon, 2014), senyawa organoposfat (Yusniar Siregar, dkk, 2011),
dan 4-hydroxy-5-dialkoxyphospinyl-2-imidazolidinones (John A Mikroyannidis,
dkk, 1982). Zat tahan api memiliki karakteristik yang berbeda-beda dan harus
kompatibel dengan jenis serat yang akan digunakan. Zat tahan api THPC-Urea
dapat digunakan pada serat kapas.
Titanium dioksida dikenal sebagai titanium (IV) oksida atau titania yang merupakan
oksida titanium yang terjadi secara alami, dengan rumus kimia (TiO2). Pada
beberapa tahun terakhir ini telah dilakukan penelitian-penelitian yang
menggunakan titanium dioksida (TiO2) yang berfungsi sebagai self-cleaning dan
UV Blocking (Loghman Karimi, dkk, 2014), sebagai photocatalytic (Giuseppe
Cinelli, dkk, 2017), dan juga sebagai chemical sensor (A. Bertuna, dkk, 2016).
Pada ilmu tekstil khususnya penyempurnaan tahan api penelitian yang dilakukan
pada zat titanium dioksida (TiO2) masih sedikit, beberapa contoh penelitian
titanium dioksida (TiO2) pada penyempurnaan tahan api yaitu sebagai zat tahan
api (Edward A. Dalton, 2009) dan sebagai katalis pada pembentukan senyawa
tahan api (Chien-Kuen Poon, 2014).
2
Berdasarkan studi literatur yang dilakukan, ditemukan beberapa penelitian tentang
penggunaan TiO2 pada proses penyempurnaan tahan api. Titanium Dioksida
(TiO2) yang digunakan pada proses penyempurnaan tahan api yang telah
dilakukan oleh Edward A. Dalton, 2009 adalah TiO2 yang sudah langsung dapat
dipakai atau yang sudah tersedia di pasaran sedangkan pada penelitian ini
dikhususkan untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 yang dibuat dari hasil
sintesis. Proses sintesis TiO2 dilakukan dengan cara pencampuran antara TiCl4
dengan ethanol lalu difungsikan sebagai zat tahan api pada proses
penyempurnaan tahan api dengan kain kapas.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, dapat diidentifikasi hal-hal sebagai berikut :
1. Bagaimana melakukan penyempurnaan tahan api dengan menggunakan zat
THPC-Urea yang ditambahkan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api ?
2.Bagaimana pengaruh penggunaan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api
pada proses penyempurnaan tahan api kain kapas dan ketahanan luntur
terhadap pencucian (durability) dari kain kapas yang telah diproses
penyempurnaan tahan api ?
3. Maksud dan Tujuan
Maksud percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 hasil
sintesis sebagai zat tahan api pada kain kapas dalam proses penyempurnaan
tahan api.
Tujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh TiO2 hasil sintesis
sebagai zat tahan api pada penyempurnaan tahan api kain kapas dan untuk
mengetahui ketahanan luntur TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api terhadap
pencucian (durability).
4. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain :
1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan tambahan wawasan
mengenai cara pembuatan sintesis TiO2.
2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan tambahan wawasan
mengenai pengaruh penggunaan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada
3
proses penyempurnaan tahan api kain kapas dan ketahanan luntur terhadap
pencucian (durability) kombinasi zat tahan api (THPC-Urea, TiO2, dan TEOS).
1.5 Kerangka Pemikiran
Proses penyempurnaan tahan api merupakan proses untuk meningkatkan daya
guna dan memperbaiki sifat serat yang mudah terbakar. Masing-masing serat
akan terbakar dengan karakteristik yang berbeda, hal tersebut bergantung pada
sifat dari serat itu sendiri. Zat tahan api yang digunakan memiliki senyawa fosfor
yang akan menahan proses pembakaran dengan membentuk lapisan karbon pada
saat proses pembakaran atau yang sering disebut char. Char inilah yang akan
menghambat proses pirolisis (pemecahan struktur kimia menjadi fase gas)
sehingga menghentikan nyala api pada kain dan dapat mempunyai waktu rambat
yang lebih lama untuk terbakar dan dapat menyebabkan nyala api mati dengan
sendirinya, karena tidak mendapatkan pasokan oksigen dan hidrokarbon dari serat
yang berfungsi sebagai bahan bakar.
Proses penyempurnaan Tahan api berkaitan dengan Indeks Batas Oksigen
(Limiting Oxygen Index). Limiting Oxygen Index berguna untuk mengklasifikasi
sifat mudah terbakar pada suatu serat. Selulosa memiliki nilai LOI 18.4 dan
memiliki suhu pembakaran (43 kcal/g). Nilai Tc 350-420ºC mengidikasikan relatif
lebih mudah terbakar, akibatnya kapas akan terbakar bebas jika terkena suatu
nyala api. Nyala api yang kecil cukup untuk membakar serat kapas dengan waktu
sekitar 18 detik (A.R.Horrocks, 2000). Polimer dengan LOI yang lebih besar dari
25% umumnya dapat dipadamkan sendiri di udara, sedangkan pada polimer yang
memiliki nilai LOI terendah akan sangat mudah terbakar. Sangat sedikit bahan
yang benar-benar menolak pembakaran di atmosfer yang mendekati oksigen
100% (W.D. Schindler, 2004).
Senyawa yang banyak digunakan sebagai zat tahan api pada kain kapas adalah
fosfor. Senyawa fosfor dikombinasikan dengan urea sebagai zat tahan api seperti
halnya penelitian yang dilakukan oleh Edward A. Dalton, 2009. Senyawa fosfor
pada kain kapas akan menghasilkan asam posfat melalui dekomposisi panas,
ikatan silang dengan polimer yang mengandung hidroksil menghambat proses
pirolisis sehingga memberikan hasil serat yang kurang mudah terbakar pada saat
proses pembakaran.
Titanium dioksida dikenal sebagai titanium (IV) oksida atau titania yang merupakan
oksida titanium yang terjadi secara alami, dengan rumus kimia (TiO2). Sifat
4
senyawa TiO2 adalah tidak tembus cahaya, mempunyai warna putih, tidak
beracun, dan harganya relatif murah. Pada beberapa tahun terakhir ini telah
dilakukan penelitian-penelitian yang menggunakan titanium dioksida (TiO2) yang
berfungsi sebagai self-cleaning dan UV Blocking (Loghman Karimi, dkk, 2014),
sebagai photocatalytic (Giuseppe Cinelli, dkk, 2017), dan juga sebagai chemical
sensor (A. Bertuna, dkk, 2016).
Titanium dioksida (TiO2) dapat disintesis dengan beberapa metoda yaitu metode
sol-gel (Yongfa Zhu, dkk, 2000), metode citrate gel, (S. R. Dhage, dkk, 2003),
metode pengendapan basa teknik refluks (Rica Funti, 2011), dan metode
hydrothermal (H. H. Ou, S. L. Lo, 2007). Titanium dioksida (TiO2) memiliki tiga fase
struktur kristal yaitu anatase, rutil, dan brookit. Hasil struktur kristal sintesis TiO2
dengan beberapa metode tersebut yaitu anatase dan rutil hal tersebut dilakukan
karena keberadaan struktur tersebut cukup stabil.
Titanium dioksida (TiO2) juga dikenal memiliki karakteristik kuat pada suhu tinggi,
mampu menahan suhu yang ekstrim, dan tahan korosi. Titanium dioksida (TiO2)
menurut penelitian (Chien-Kuen Poon, 2014) menyatakan bahwa titanium dioksida
(TiO2) dapat digunakan sebagai katalis pada pembentukan senyawa tahan api,
dan menurut penelitian Edward A. Dalton, 2009 Titanium dioksida (TiO2) dapat
digunakan sebagai zat tahan api. Titanium dioksida (TiO2) yang digunakan pada
penelitian tersebut merupakan Titanium dioksida (TiO2) yang terjual dipasaran dan
memiliki bentuk kristal anatase. Penambahan titanium dioksida dalam proses
penyempurnaan tahan api berperan sebagai zat tahan api karena memiliki oksida
logam yang dapat menambah ketahanan kain kapas terhadap pembakaran
semakin baik sehingga dapat menyebabkan nyala api mati dengan sendirinya.
Proses penyempurnaan tahan api pada penelitian ini tidak membutuhkan katalis
untuk mempercepat laju reaksi, hal ini merupakan kelebihan dari zat titanium
dioksida (TiO2).
Pada penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2
hasil sintesis sebagai zat tahan api pada kain kapas dalam proses penyempurnaan
tahan api. Sintesis TiO2 yang digunakan menggunakan metode sol-gel. Pemilihan
metode sol-gel pada proses sintesis TiO2 dikarenakan pada beberapa penelitian
hasil struktur kristal TiO2 kebanyakan berbentuk anatase. Jika struktur kristal TiO2
tidak berbentuk anatase maka akan terjadi ketidakstabilan senyawa TiO2 sehingga
pada saat digunakan sebagai zat tahan api tidak terjadi pengaruh yang berarti.
5
Pemilihan variasi konsentrasi TiO2 yang dilakukan karena beberapa penelitan
menyatakan bahwa TiO2 dapat mempengaruhi hasil penyempurnaan tahan api.
Variasi konsentrasi titanium dioksida (TiO2) yang dilakukan pada penelitian
penyempurnaan tahan api kain kapas yaitu 0%, 3%, 6%, dan 9%. Pada penelitian
ini TiO2 dikombinasikan dengan zat tahan api THPC-Urea dan TEOS sebagai zat
pengikat silang. Metode yang dilakukan pada percobaan ini yaitu pad-dry-cure.
Zat yang digunakan pada proses penyempurnaan tahan api harus memiliki daya
tahan terhadap pencucian (durability) yang baik. Hal ini dilakukan karena
kebutuhan penyempurnaan tahan api digunakan pada tekstil konvensional. Maka
dari itu zat tahan api yang digunakan yaitu kombinasi THPC-Urea, TiO2, dan TEOS
dilakukan Pencucian berulang sebanyak 1 dan 5 kali hal ini dimaksudkan untuk
mengetahui zat tahan api yang telah dibuat memiliki ketahanan luntur terhadap
pencucian (durability) yang baik.
6. Metodologi Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan dalam melakukan percobaan ini adalah metode
eksperimen yang dilaksanakan di Laboratorium Pencapan dan Penyempurnaan
Politeknik STTT Bandung, Laboratorium Evaluasi Fisika Politeknik STTT Bandung,
Laboratorium Evaluasi Kimia Politeknik STTT Bandung, Laboratorium Persiapan
Penyempurnaan dan Pencelupan Politeknik STTT Bandung, Laboratorium.
Adapun hal-hal di lakukan pada penelitian yaitu sebagai berikut:
1. Melaksanakan percobaan pendahuluan penyempurnaan penyempurnaan
tahan api pada kain kapas dalam skala laboratorium menggunakan zat
titanium dioksida (TiO2) hasil sintesis yang berfungsi sebagai zat tahan api
dengan menggunakan metode pad - dry - cure.
2. Melakukan percobaan penyempurnaan tahan api pada kain kapas dalam
skala laboratorium menggunakan zat titanium dioksida (TiO2) hasil sintesis
dengan variasi 0% TiO2, TiO2 3%, TiO2 6%, dan TiO2 9% yang berfungsi
sebagai zat tahan api menggunakan metode pad - dry - cure.
3. Melaksanakan pencucian berulang sebanyak 1 kali dan 5 kali pada setiap
variasi zat titanium dioksida 0%, 3%, 6%, dan 9%.
4. Melaksanakan Pengujian-pengujian untuk menentukan hasil penelitian.
Pengujian yang telah dilaksanakan yaitu sebagai berikut :
- XRD (X-ray Difraction)
6
- FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry)
- Uji tahan api cara vertical
- Uji ketahanan terhadap pencucian 1 dan 5 kali pencucian dan
pengeringan.
Diagram alir proses dapat dilihat pada Gambar 1.1 halaman 7
Diagram alir proses dapat dilihat pada Gambar 1.1 di bawah ini.
Gambar 1.1 Diagram alir proses
Sintesis Titanium Dioksida (TiO2)
TiCl4 : 10 ml
Etanol : 90 ml
Campuran TiCl4 dan etanol di aduk selama 24 jam
dengan alat pengaduk stirer tanpa terkena cahaya.
Penguapan larutan sol-gel selama ± 24 jam
dengan suhu 80˚C hingga gel mengering
Kalsinasi TiO2 pada suhu 550ºC, 2 jam
Penghalusan bubuk TiO2
Penyempurnaan Tahan Api
Titanium Dioksida (TiO2) : 0 – 3 – 6 – 9 %
Tetraethoxysilane (TEOS) : 0,5 %
Tetrakis(hydroxymethyl)-Phosphonium-Cloride : 25 %
Urea : 15%
pH : 3
Air : 59,5% 56,5%, 53,5%, 50,5%
Waktu dan suhu pengeringan : 2 Menit, 100ºC
Waktu dan suhu pemanasawetan : 5 menit, 150ºC
Evaluasi
- FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry)
- Tahan Api Vertikal
- Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras
- Ketahanan terhadap pencucian sebanyak 5 kali pencucian
Evaluasi
- XRD (X-ray Difraction)
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1. Serat Kapas
Serat kapas adalah serat selulosa yang berasal dari rambut biji tanaman jenis
Gossypium yang termasuk ke dalam keluarga Malvaceae. Kapas telah banyak
digunakan orang sebagai bahan tekstil sejak 2.300 tahun sebelum Masehi.
Pembudidayaan serat kapas berada di daerah utara dengan garis lintang 37o,
Negara Rusia 40o, dan lintang utara 30o. Produksi serat kapas di dunia setiap
tahunnya sekitar 11.300 ton. Negara Amerika dan Rusia masing-masing
menghasilkan 40% produksi serat kapas di dunia dan 20% dihasilkan oleh China.
Selain itu Negara penghasil serat kapas yang baik adalah India, Mesir, Brazil,
Pakistan, Turkey, Iran, Sudan, Uganda, dan Tanzania (Akira Nakamura, 2000).
1. Penampang Serat Kapas
Serat kapas mempunyai bentuk penampang membujur dan melintang. Bentuk
penampang melintang serat kapas seperti ginjal dan untuk bentuk penampang
membujur serat kapas adalah pipih seperti pita yang terpuntir. Bentuk penampang
melintang dan membujur serat kapas dapat disajikan pada Gambar 2.1 di bawah
ini.
8
Penampang Membujur Penampang Melintang
Sumber: Billie J, Martin Bide, Phyllis G, Tortora, Understanding Textiles, 7th edition
Person Prentice, London, 2009, halaman 131.
Gambar 2.1 Bentuk morfologi serat kapas
2.1.2 Struktur Molekul Serat Kapas
Struktur molekul serat kapas tersusun dari molekul selulosa. Selulosa tersusun
dari beberapa senyawa yaitu karbon sebanyak 44%, hidrogen sebanyak 6,2%, dan
oksigen sebanyak 49,4%. Perbandingan empiris pada selulosa didapat
perbandingan 6:10:5 yang dapat ditulis sebagai rumus yaitu (C6H10O5)n. Gambar
struktur molekul serat kapas dapat dilihat pada Gambar 2.2 di bawah ini.
H
OH H
OH
H
CH2OH
H
HO H
H
OH H
OH
H
H
H
H
OH
OH
H
H
H
H
OH
H
OH
H
CH 2 OH
H
H
OH
O
CH2 OH
O
H
O
CH 2 OH
O
O
O
O
9
n
Sumber: Trotman, E.R., Dyeing and Chemical Technology of Textile Fibres, four edition,
A Wiley Interscience Publication, New York, 1984, halaman 36.
Gambar 2.2 Struktur molekul serat kapas
3. Sifat Kimia dan Fisika Serat Kapas
Serat kapas memiliki sifat fisika dan sifat kimia. Sifat-sifat tersebut diuraikan di
bawah ini (P. Soeprijono dkk, 1973).
1. Sifat Fisika
Sifat-sifat serat kapas berdasarkan pengaruh fisika adalah sebagai berikut:
1. Warna Kapas
Kapas pada umumnya berwarna sedikit krem. Serat kapas yang panjang
warnanya lebih krem dari pada serat kapas yang pendek. Warna krem ini
disebabkan oleh pengaruh cuaca yang lama, debu atau kotoran. Tumbuhnya
jamur pada kapas sebelum pemetikan menyebabkan warna putih kebiru-biruan
yang tidak bisa dihilangkan pada saat proses pengelantangan.
2. Berat Jenis
Berat jenis serat kapas adalah 1,50 sampai 1,56.
10
3. Kekuatan
Kekuatan serat kapas sangat dipengaruhi oleh kadar selulosa yang dikandungnya.
Dalam keadaan basah serat kapas akan memiliki kekuatan yang lebih besar
dibandingkan dengan serat kapas ketika dalam keadaan kering. Hal ini disebabkan
karena dalam keadaan basah, serat akan menggelembung sehingga berbentuk
silinder yang akan menyebabkan berkurangnya bagian-bagian serat yang
terpuntir, dalam kondisi seperti ini distribusi tegangan akan diterima di sepanjang
serat secara lebih merata. Kekuatan serat kapas dalam keadaan kering berkisar
3,- 5,2 g/denier dan dalam keadaan basah lebih tinggi lagi.
4. Mulur
Mulur saat putus serat kapas termasuk tinggi diantara serat-serat selulosa alam
yang lainnya. Mulur serat kapas berkisar antara 4-13% tergantung dari jenis serat
kapasnya dan rata-rata serat kapas mulurnya adalah 7%.
5. Moisture Regain
Serat kapas memiliki afinitas yang besar terhadap air, dan air memiliki pengaruh
yang nyata pada sifat-sifat serat. Serat kapas yang sangat kering bersifat kasar,
rapuh dan kekuatannya rendah. Moisture Regain (MR) serat kapas bervariasi
sesuai dengan perubahan kelembaban. MR kapas pada kondisi standar berkisar
antara 7-8,5%.
2.1.3.2 Sifat Kimia
Sifat-sifat serat kapas berdasarkan pengaruh kimia adalah sebagai berikut:
1. Pengaruh Alkali
Alkali mempunyai sedikit pengaruh pada kapas kecuali larutan alkali kuat dengan
konsentrasi yang tinggi menyebabkan penggelembungan yang besar pada serat
seperti pada proses merserisasi.
2. Pengaruh Oksidator
Beberapa zat pengoksidasi menyebabkan kerusakan yang mengakibatkan
penurunan kekuatan serat. Oksiselulosa biasanya terjadi dalam proses pemutihan
yang berlebihan, penyinaran dan keadaan lembab atau pemanasan yang lama
dengan suhu diatas 140oC. Pengerjaan selulosa dengan oksidator dapat
menyebabkan oksiselulosa, hal ini dikarenakan oksidator menyerang cincin
glukosa dari selulosa yang dapat menimbulkan kerusakan pada serat.
3. Pengaruh Asam
Selulosa tahan terhadap asam lemah, sedangkan terhadap asam kuat akan
menyebabkan kerusakan. Asam kuat akan menghidrolisa selulosa yang
mengambil tempat pada jembatan oksigen penghubung sehingga terjadi
pemutusan rantai molekul selulosa (hidroselulosa). Rantai molekul menjadi lebih
pendek dan menyebabkan penurunan kekuatan pada serat kapas. Pengerjaan
dengan asam memungkinkan memberikan senyawa hidrolisis jenis B, tetapi jika
diikuti pengeringan suhu tinggi maka akan terbentuk senyawa hidroselulosa jenis
C. Gambar struktur molekul selulosa yang terhidroselulosa disajikan pada Gambar
2.3 di bawah ini.
Sumber : Rasyid Djufri, dkk, Teknologi Pengelantangan, Pencelupan, dan Pencapan,
STTT, Bandun, 1976.
Gambar 2.3 Reaksi Hidroselulosa
Keterangan Gambar :
A : Struktur selulosa sebelum terjadi hidroselulosa
B : Struktur selulosa karena pengerjaan oleh asam
C : Struktur selulosa yang diikuti pengeringan suhu tinggi
11
12
4. Pengaruh Mikroorganisme
Kapas mudah diserang oleh jamur dan bakteri, terutama dalam keadaan lembab
dan pada suhu yang hangat. Hal ini dapat diatasi dengan menghilangkan kanji dan
zat-zat bukan selulosa atau dengan mereaksikan zat yang dapat menghindari
mikroorganisme.
5. Pengaruh panas
Serat kapas tidak memperlihatkan perubahan kekuatan bila dipanaskan pada
temperatur 120ºC selama 5 jam, tapi pada temperatur yang lebih tinggi dapat
menyebabkan penurunan kekuatan. Serat kapas kekuatannya hampir hilang jika
dipanaskan pada temperatur 240ºC.
6. Sifat Pembakaran
Kapas memiliki sifat pembakaran yaitu mengeluarkan asap putih, meneruskan
pembakaran, abu yang halus berwarna hitam ke abu-abuan, bau pembakaran nya
seperti kertas terbakar. Selulosa memiliki nilai LOI 18.4 dan memiliki suhu
pembakaran (43 kcal/g). Nilai Tc 350-420ºC mengidikasikan relatif lebih mudah
terbakar, akibatnya kapas akan terbakar bebas jika terkena suatu nyala api. Nyala
api yang kecil cukup untuk membakar serat kapas dengan waktu sekitar 18 detik
(A.R.Horrocks, 2000).
2. Penyempurnaan Tahan Api
Penyempurnaan tahan api adalah proses memperbaiki sifat kain dengan cara
menambahkan zat tahan api sehingga menghasilkan sifat tahan api pada kain
menjadi lebih baik. Flame retardant adalah istilah yang digunakan untuk
menerangkan sifat tidak mudah terbakar pada kain sehingga pembakaran
berlangsung secara lambat dan api akan mati bila sumber nyala api ditiadakan
(N.M. Susyami, 2005).
1. Limiting Oxygen Index (Indeks Batas Oksigen)
Limiting Oxygen Index (Indeks Batas Oksigen) dapat didefinisikan sebagai
kandungan oksigen yang terdapat pada campuran oksigen dengan nitrogen yang
tersimpan di dalam suatu bahan pada pembakaran. Limiting Oxygen Index
berguna untuk mengklasifikasi sifat mudah terbakar pada suatu serat. Atmosfer
mengandung sekitar 21% oksigen, sisanya (nitrogen, CO2, air, dan lain-lain)
13
adalah unsur yang tidak mendukung suatu pembakaran. Polimer dengan LOI yang
lebih besar dari 25% umumnya dapat dipadamkan sendiri di udara, sedangkan
pada polimer yang memiliki nilai LOI terendah akan sangat mudah terbakar.
Sangat sedikit bahan yang benar-benar menolak pembakaran di atmosfer yang
mendekati oksigen 100%. Berikut adalah nilai LOI dari berbagai macam polimer
yang disajikan pada Tabel 2.2 di bawah ini.
Tabel 2.1 Indeks batas oksigen
Polimer
Indeks Batas
Oksigen (%)
Acrylic 18,2
Cotton 18,4
Viscose 18.6
Polypropylene 19
Polyester PET 20-21
Nylon 6 and 6.6 20-21.5
Wool 25
Modacrylic 29-30
Meta-aramide 28-31
Para-aramide 29-31
Phenol–formaldehyde type (Kynol) 30-34
Melamine-formaldehyde type (Basofil) 32
Poly(aramide-imide) (Kermel) 32
Polyphenylenesulfide (PPS) 34
Polyetheretherketone (PEEK) 35
Polyimide (PI, P84) 36-38
Polybenzimidazole (PBI) 41
Polyetherimide (PEI) 44-45
Partially oxidised PAN (Preox, Panox) 45-55
Poly(vinylidene/vinylchloride) PVDC 60
Polybenzoxazole (PBO, Zylon) 68
Polytetrafluoroethylene (PTFE) 98
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004
2.2.2 Mekanisme Pembakaran
Pembakaran merupakan proses eksotermik yang membutuhkan tiga komponen
yaitu panas, oksigen dan bahan bakar yang sesuai. Diagram alir pembakaran
ditunjukkan pada Gambar 2.4 di bawah ini. (W.D. Schindler, 2004).
Tc
Pembakaran
Gas Pembakaran
Cahaya
Gas yang tidak
mudah terbakar
Cairan Kondensat
Pirolisis
Panas
Oksigen
Tp
Arang
Gas yang tidak mudah
terbakar (CO2, H2O,
NOx, SOx)
Serat
Panas
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004.
Gambar 2.3 Siklus pembakaran pada serat
Pada saat serat terkena panas suhu serat meningkat sampai suhu pirolisis (Tp)
tercapai. Pada suhu tersebut, serat mengalami perubahan kimiawi yang tidak
dapat diperbaiki, sehingga menghasilkan gas yang tidak mudah terbakar yaitu
CO2, H2O, NOx, dan SOx), karbon/arang, tar (cairan kondensat) dan gas yang
mudah terbakar (karbon monoksida, hidrogen dan molekul-molekul organik
lainnya). Seiring dengan suhu yang terus meningkat, tar (cairan kondensat) juga
mengalami kenaikan suhu pirolisis sehingga menghasilkan gas-gas yang tidak
mudah terbakar, karbon/arang, dan gas yang mudah terbakar. Pada akhirnya suhu
pembakaran (Tc) tercapai. Pada titik ini gas yang mudah terbakar bereaksi dengan
oksigen menyebabkan proses pembakaran terjadi, yang merupakan serangkaian
reaksi radikal bebas fase gas. Reaksi ini sangat eksotermik dan mengasilkan
14
panas dan cahaya yang besar. Panas yang meningkat oleh proses pembakaran
menghasilkan energi panas tambahan yang dibutuhkan untuk melanjutkan ke
tahap pirolisis serat sehingga memasok lebih banyak gas yang mudah terbakar
untuk pembakaran dan memperkuat reaksinya. Waktu lamanya pembakaran
dipengaruhi oleh kecepatan laju atau reaksi panas yang dilepaskan dengan
banyaknya panas. Reaksi radikal bebas dijelaskan pada Gambar 2.5 di bawah ini.
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004.
Gambar 2.4 Reaksi pembakaran radikal bebas
Upaya untuk mengganggu reaksi ini pada bahan tekstil dapat difokuskan pada
beberapa pendekatan, salah satunya dengan menyediakan penahan panas pada
serat atau bahan menggunakan serat atau bahan yang dapat mendekomposisi
panas melalui reaksi endotermik yang kuat. Jika panas yang cukup dapat diserap
melalui reaksi ini, suhu pirolisis dari serat tidak akan tercapai dan tidak akan ada
ruang untuk pembakaran. Reaksi endotermik dapat dijelaskan pada Gambar 2.6
di bawah ini.
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004.
Gambar 2.6 Reaksi Endotermik
Proses pembakaran biasanya dibagi menjadi:
 Nyala (Flame)
Menyala adalah proses pembakaran yang digambarkan sebagai suatu proses
terbakarnya gas yang terurai di permukaan. Proses dekomposisi termal yang
15
16
terjadi pada serat selalu didahului oleh proses nyala. Proses nyala ini
menghasilkan gas, cairan, arang, dan padatan. Penyalaan merupakan proses
pembakaran yang terjadi secara eksotermis yang terdiri dari uap yang mudah
terbakar dan terurai di permukaan bahan tekstil.
 Bara (Glow)
Membara merupakan proses eksotermis yang terjadi dan berada di atas
permukaan bahan tekstil. Keadaan ini berlangsung dalam kondisi jumlah oksigen
yang melimpah. Bahan tekstil dengan penyempurnaan tahan bara sering diperoleh
bersama-sama dengan sifat tahan api. Zat penghambat nyala yang berfungsi
sebagai penghambat bara misalnya fosfat. Beberapa jenis lainnya seperti sulfamat
mempunyai daya penahan bara yang kecil. Panas pembakaran pada selulosa
sekitar 400-500ºC sedangkan temperatur nyala api sekitar 600ºC.
 Pijar (Smolder)
Proses pemijaran secara umum terjadi di bawah permukaan dan biasanya terjadi
dalam keadaan oksigen sedikit. Proses pemijaran ini berlangsung secara lambat
dan biasanya disertai dengan keluarnya asap, tetapi tanpa adanya nyala atau
bara. Kemampuan meneruskan pemijaran sangat dipengaruhi oleh adanya panas
dari reaksi eksotermis yang ditahan di dekat area yang sedang berpijar.
Temperatur minumum dibutuhkan untuk mempertahankan pemijaran yang
dipengaruhi oleh karakteristik bahan ketika mengalami proses oksidasi dan jumlah
oksigen yang sangat sedikit. Pada kondisi kandungan oksigen yang sangat besar,
dengan temperatur yang lebih rendah, proses pembaraan dapat bertahan lebih
lama. Metode yang lebih baik dan dapat digunakan untuk mencegah proses
pemijaran adalah dengan menghilangkan panas dengan segera dari daerah yang
mengalami proses oksidasi (N.M. Susyami, 2005).
3. Mekanisme Proses Tahan api
Mekanisme proses penyempurnaan tahan api terdapat beberapa cara yaitu
sebagai berikut :
1. Penutupan bagian serat dengan cara coating sehingga mampu menahan
masuknya oksigen ke dalam serat.
2. Lapisan zat tahan api yang dapat mendekomposisi panas melalui reaksi
endotermik yang kuat ke fase pirolisis sehingga suhu pirolisis tidak tercapai
dan tidak akan ada ruang untuk pembakaran.
3. Pembentukan penghalang pada serat untuk mencegah pelepasan gas
yang mudah terbakar.
4. Pelepasan gas lembam untuk menahan oksigen tidak bereaksi pada saat
fase pirolisis. (Lewin & Sello, Handbook of Fiber Science and Technology:
Vol II. Chemical Processing of Fibers and Fabrics. Functional Finishes. Part
B, 1983). Mekanisme tersebut biasanya bekerja baik dalam fase
terkondensasi atau fase uap.
Mekanisme fase kondensasi tahan api dapat dilakukan dengan cara penghilangan
panas dari serat, atau dehidrasi dan ikatan silang polimer. Contoh cara untuk
mendapat sifat tahan api adalah dengan mempengaruhi reaksi pirolisis untuk
menghasilkan bahan yang mudah menguap dan residu arang yang banyak.
Mekanisme fase terkondensasi ini dapat dilihat pada zat tahan api yang
mengandung fosfor. Senyawa fosfor menghasilkan asam fosfat melalui
dekomposisi panas, ikatan silang dengan polimer yang mengandung gugus
hidroksil sehingga akan mengubah pirolisis menjadi bahan yang kurang mudah
terbakar (Lewin & Sello, Handbook of Fiber Science and Technology, Vol. II,
Chemical Processing of Fibers and Fabrics. Functional Finishes, Part A, 1983).
Pembentukan ikatan silang dapat dilihat pada Gambar 2.7 di bawah ini.
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004.
Gambar 2.7 Ikatan silang kapas dengan asam fosfat
Terdapat penjelasan lain untuk langkah pertama dari dehidrasi selulosa ini yaitu
dengan mekanisme esterifikasi tunggal tanpa ikatan silang. Mekanisme ini
dijelaskan dengan terjadinya dehidrasi pada gugus hidroksil pada posisi C-6 dari
selulosa. Ester fosfor mengkatalis dan mencegah pembentukan levoglukosan
yang tidak diinginkan. Dehidrasi selulosa dengan asam fosfat ditujukkan pada
17
Gambar 2.8 dan degradasi termal selulosa ditujukkan pada Gambar 2.9 di bawah
ini.
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004.
Gambar 2.8 Dehidrasi selulosa dengan asam fosfat
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004.
Gambar 2.9 Degradasi termal selulosa
2.2.4 Proses Perambatan Nyala Api
Proses perambantan nyala api dipengaruhi oleh karbon monoksida. Reaksi proses
perambatan nyala api yang terjadi pada kondisi eksoterm. Perbandingan panas
yang dihasilkan pada proses pembentukan karbon monoksida (CO) dan karbon
dioksida (CO2) dapat dilihat pada gambar 2.10 di bawah ini.
Sumber : N.M. Susyami, dkk, Teknologi Penyempurnaan Kimia, STTT, Bandung, 2005.
Gambar 2.10 Reaksi pembentukan karbon monoksida (CO)
dan karbon dioksida (CO2)
18
Gambar tersebut dapat dilihat bahwa panas yang dibutuhkan pada proses oksidasi
karbon menjadi karbon dioksida hampir empat kali proses oksidasi karbon menjadi
karbon monoksida (CO). Jika reaksi dihentikan pada unsur senyawa CO, maka api
tidak akan mungkin merambat sendiri karena kekurangan panas. Hal ini digunakan
untuk membuat zat tahan api yang akan menghambat pembentukan CO, sehingga
jumlah CO yang dihasilkan menjadi lebih kecil dan nyala api serta nyala bara api
akan sulit merambat sehingga api akan padam dengan sendirinya. (N.M. Susyami,
2005).
2.2.5 Zat Tahan Api
Zat tahan api atau sering juga disebut zat flame retardant merupakan senyawa
aditif yang dapat memperlambat atau menghentikan proses pembakaran yang
terjadi pada suatu material. Garam organik dapat memberikan sifat tahan api yang
baik untuk selulosa dan memiliki daya tahan terhadap pencucian yang baik, hal ini
dilakukan dikarenakan untuk digunkan sebagai pakaian sehari-hari. Zat tahan api
yang paling baik untuk selulosa didasarkan pada reaksi kimia yang mengandung
fosfor dan nitrogen sehingga dapat bereaksi dengan serat ataupun membentuk
struktur ikatan silang dengan serat. Bahan utama salah satu dari resin tahan api
yaitu tetrakis hydroxythyl phosphonium chloride (THPC) yang terbuat dari
phosphine, formaldehyde, dan asam hidroklorida Untuk reaksi tersebut dapat
dilihat pada Gambar 2.11 halaman 18.
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004.
Gambar 2.11 sintesis THPC
Penerapan penggunaan zat tahan api dengan THPC 25% dan urea 15% dari
kebutuhan larutan dapat menghasilkan senyawa fosfor 3,5-4% yang cukup untuk
menghambat proses pembakaran sehingga api tidak dapat meneruskan
pembakaran. Penerapan penggunaan zat THPC-Urea dapat memberikan
retardansi api yang efektif dan tahan lama untuk selulosa, efek yang dihasilkan
19
yaitu kain akan menjadi kaku dan menurunkan kekuatan tarik dan sobekan pada
kain kapas, serta melepaskan formaldehid selama proses penyempurnaan
berlangsung (W.D. Schindler, 2004). Reaksi antara THPC dengan urea dapat
dilihat pada Gambar 2.12 dibawah ini.
Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA,
2004.
Gambar 2.12 Reaksi THPC dengan Urea
Zat pengikat silang berfungsi sebagai pusat penghubung antara zat tahan api
dengan TiO2 sehingga membentuk jaringan polimer tiga dimensi pada struktur kain
(Edward A. Dalton, 2009). Zat pengikat silang yang digunakan pada penelitian ini
yaitu Tetraethoxysilane (TEOS). Struktur Tetraethoxysilane (TEOS) dapat dilihat
pada Gambar 2.13 di bawah ini.
Sumber : Edward Dalton, Durable Flame Retardant and Antimicrobial Nano-Finishing,
Raleigh, North Carolina, 2009.
Gambar 2.13 struktur Tetraethoxysilane (TEOS)
20
Ikatan tiga dimensi terbentuk karena zat pengikat silang yang dipakai, pada
penelitian ini menggunakan zat Tetraethoxysilane (TEOS) sebagai zat pengikat
silang. Zat pengikat silang akan membentuk jaringan polimer tiga dimensi
sehingga dapat mengikat zat THPC dan TiO2 agar dapat menempel di permukaan
serat. Penggunaan jaringan polimer tiga dimensi untuk memberikan ketahanan
(durability) terhadap pencucian yang baik. (Edward A. Dalton, 2009). Ikatan tiga
dimensi dapat dilihat pada Gambar 2.14 di bawah ini.
21
Sumber : Edward A Dalton, Durable Flame Retardant and Antimicrobial Nano-Finishing,
Raleigh, North Carolina, 2009.
Gambar 2.14 Ikatan Tiga Dimensi
2.3 Titanium Dioksida (TiO2)
Titanium dioksida juga bisa disebut Titania atau Titanium (IV) oksida yang
merupakan bentuk oksida dari titanium secara kimia dapat dituliskan TiO2.
Senyawa ini dimanfaatkan secara luas dalam bidang anatase sebagai pigmen,
bakterisida, pasta gigi, foto katalis dan elektroda dalam sel surya. (TiCl4) dan O2
yang dilewatkan melalui lorong silika pada suhu 700ºC. Senyawa TiO2 bersifat
amfoter, terlarut secara lambat dalam H2SO4 pekat, membentuk kristal sulfat dan
menghasilkan produk titanat dengan alkali cair. Sifat senyawa TiO2 adalah tidak
tembus cahaya, mempunyai warna putih, tidak beracun, dan harganya relatif
murah. Titanium dioksida (TiO2) dapat dihasilkan dari reaksi antara senyawa
titanium tetraklorida dengan melarutkannya dalam ethanol (Yongfa Zhu, 2000).
Titanium dioksida (TiO2) memiliki tiga fase struktur kristal yaitu anatase, rutil, dan
brookit. Akan tetapi hanya anatase dan rutil saja yang keberadaannya di alam
cukup stabil. Kemampuan fotoaktivitas semikonduktor TiO2 dipengaruhi oleh
morfologi, luas permukaan, kristalinitas dan ukuran partikel. Bentuk kristal anatase
terjadi pada pemanasan (100-700ºC), sedangkan pada rutil terbentuk pada suhu
tinggi (700-1000ºC).
Bentuk titanium dioksida yang stabil adalah rutil. Rutil mempunyai struktur kristal
mirip dengan anatase, dengan pengecualian bahwa Ti-O oktahedral patungan 4
sisi bukan 4 sudut. Struktur rutil dan anatase dapat digambarkan sebagai rantai
oktahedral TO6 kedua struktur kristal dibedakan oleh distorsi oktahedral dan pola
susunan rantai oktahedralnya. Penataan tersebut menghasilkan terbentuknya
rantai yang tersusun dalam simetri empat lipat seperti ditunjukan oleh Gambar
2.15 Halaman 22.
Sumber: S. Susanti, Preparasi TiO2-anatas tersensitifkan nanopartikel perak (TiO2a@Ag)
untuk fotodegradasi metilen biru, UNY, 2012.
Gambar 2.15 Struktur kristal anatase (A) dan rutil (B)
Struktur kristal anatase digambarkan sebagai suatu keteraturan tiga dimensi yang
terhubungan antar sisi atau samping dan puncak dari oktahedral TiO6. Struktur
kristal rutil dapat digambarkan sebagai hasil penumpukan heksagonal pejal dari
atom oksigen. Setiap oktahedral terhubung dengan oktahedral lainnya membentuk
rantai tak terbatas yang berkembang searah sumbu (Hari sutrisno, 2009).
Titanium dioksida yang membentuk kristal rutil dan anatase memiliki sifat yang
dijelaskan pada Tabel 2.3 halaman 22.
Tabel 2.3 Sifat-sifat bentuk kristal Rutil dan Anatase
Sifat Rutil Anatase
Bentuk kristal Tetragonal Tetragonal
22
23
Tabel 2.3 Sifat-sifat bentuk kristal Rutil dan Anatase (Lanjutan)
Sifat Rutil Anatase
Tetapan kisi a 4,58 A 3,87 A
Tetapan kisi c 2,95 A 4,49 A
Berat jenis 4,2 3,9
Indeks bias 2,71 2,52
Kekerasan 6,0 – 7,0 5,5 – 6,0
Permitivas 114 31
Titik didih 1858˚C
Berubah jadi rutil pada
suhu tinggi
Sumber: Hari Sutrisno, Tinjauan Mikrostruktur Kereaktifan Anatas dan Rutil Sebagai
Material Superfotohidrofil Permukaan, 2009.
2.3.1. Sintesis Titanium Dioksida (TiO2)
Berbagai metode telah banyak dilakukan untuk preparasi TiO2, seperti metode sol-
gel (Yongfa Zhu, dkk, 2000), metode citrate gel, (S. R. Dhage, dkk, 2003), metode
pengendapan basa teknik refluks (Rica Funti, 2011), dan metode hydrothermal (H.
H. Ou, S. L. Lo, 2007). Pada penelitian ini sintesis titanium dioksida (TiO2) yang
dilakukan menggunakan metoda sol-gel. Metoda sol gel memiliki kelebihan yaitu
sebagai berikut :
3.
1. Penggunaan partikel dengan diameter <50 nm membentuk lapisan oksida
transparan yang tahan lama.
2. Lapisan oksida stabil terhadap serangan panas, cahaya, kimia dan
mikroba.
Hasil sintesis titanium dioksida (TiO2) dapat digunakan di suhu kamar dan
dapat dilakukan pada proses tekstil (Edward A. Dalton, 2009).
Sintesis titanium dioksida dengan menggunakan metoda sol-gel memiliki
beberapa tahapan yaitu sebagai berikut (Yongfa Zhu, 2000) :
1. Tahap pencampuran antara TiCl4 dengan ethanol
Pada tahap pencampuran ini penggunaan TiCl4 dengan ethanol yaitu 1 : 9.
Kedua zat tersebut merupakan bahan dasar pembuatan titanium dioksida
(TiO2). Reaksi yang terjadi pada tahap ini dapat dilihat pada Gambar 2.16
halaman 24.
Sumber : Yongfa Zhu, dkk, The Synthetic of Nanosized TiO2 Powder Using a Sol-gel
Method with TiCl4 as a Precursor; Departement of Chemistry, Tsinghua University,
Beijing, China, 2000.
Gambar 2.16 reaksi pencampuran antara TiCl4 dengan ethanol
2. Tahap Gelatinisasi dan Polimerisasi
Pada tahap gelatinisasi menyerap air dari atmosfer untuk membentuk prekusor
Ti(OH)4 kemudian dipolimerisasikan menjadi polimer anorganik. Pembentukan
polimer anoganik dapat dipengaruhi waktu gelatinisasi. Reaksi yang terjadi
pada tahap gelatinisasi dan polimerisasi dapat dilihat pada gambar 2.17 di
bawah ini.
Sumber : Yongfa Zhu, dkk, The Synthetic of Nanosized TiO2 Powder Using a Sol-gel
Method with TiCl4 as a Precursor; Departement of Chemistry, Tsinghua University,
Beijing, China, 2000.
Gambar 2.17 Reaksi Pada Tahap Gelatinisasi
3. Tahap Hidrolisis
Pada tahap ini prekusor TiClx (OH)4-x mudah dikendalikan dikarenakan
terdapat HCl pada prekusor. Reaksi yang terjadi pada tahap hidrolisis dapat
dilihat pada Gambar 2.18 di bawah ini.
Sumber : Yongfa Zhu, dkk, The Synthetic of Nanosized TiO2 Powder Using a Sol-gel
Method with TiCl4 as a Precursor; Departement of Chemistry, Tsinghua University,
Beijing, China, 2000.
Gambar 2.16 Reaksi Pada Tahap Hidrolisa
24
25
BAB III PEMECAHAN MASALAH
1. Percobaan
1. Maksud dan Tujuan
Maksud percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 hasil
sintesis sebagai zat tahan api pada kain kapas dalam proses penyempurnaan
tahan api.
Tujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh TiO2 hasil sintesis
sebagai zat tahan api pada penyempurnaan tahan api kain kapas dan untuk
mengetahui ketahanan luntur TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api terhadap
pencucian (durability).
2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah kain tenun kapas dengan
konstruksi sebagai berikut:
 Jenis anyaman
 Tetal lusi
 Tetal pakan
 Gramasi
: Polos
: 150 helai/inch
: 73 helai/inch
: 190,78 gram/m2
3.1.3 Alat
Alat- alat yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:
 Mesin padder
 Mesin stenter
 Gelas piala 100 mL
 Pipet volume 10 mL
 Pipet tetes
 Mesin Furnace
- Timbangan digital
- Pipet volume 1 mL
- Batang Pengaduk
- Gelas kimia 100 Ml
- Oven
3.1.4 Diagram Alir Proses
Diagram alir proses dapat dilihat pada Gambar 3.1 di bawah ini.
Gambar 3.1 Diagram alir proses
Sintesis Titanium Dioksida (TiO2)
TiCl4 : 10 ml
Etanol : 90 ml
Campuran TiCl4 dan etanol di aduk selama 24 jam
dengan alat pengaduk stirer tanpa terkena cahaya.
Penguapan larutan sol-gel selama ± 24 jam
dengan suhu 80˚C hingga gel mengering
Kalsinasi TiO2 pada suhu 550ºC, 2 jam
Penghalusan bubuk TiO2
Penyempurnaan Tahan Api
Titanium Dioksida (TiO2) : 0 – 3 – 6 – 9 %
Tetraethoxysilane (TEOS) : 0,5 %
Tetrakis(hydroxymethyl)-Phosphonium-Cloride : 25 %
Urea : 15%
pH : 3
Air : 59,5%, 56,5%, 53,5%, 50,5%
Waktu dan suhu pengeringan : 2 Menit, 100ºC
Waktu dan suhu pemanasawetan : 5 menit, 150ºC
Evaluasi
- FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry)
- Tahan Api Vertikal
- Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras
- Ketahanan terhadap pencucian berulang
Evaluasi
- XRD (X-ray Difraction)
26
27
3.1.5 Zat yang Digunakan
Zat yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:
 TiCl4
 Ethanol
 Titanium Dioksida (TiO2)
 Tetraethoxysilane (TEOS)
 Tetrakis hydroxymethyl-Phosphonium-Cloride (THPC)
 Urea
 Air
6. Resep Percobaan
1. Resep Sintesis TiO2
 TiCl4
 Ethanol
 Suhu dan waktu penguapan
 Suhu dan waktu kalsinasi
: 10 ml
: 90 ml
: 80ºC, 24 jam
: 550ºC, 2 jam
3.1.6.2 Resep Penyempurnaan Tahan Api TiO2 Sebagai Zat Tahan Api
: 0,5 %
: 15
 Tetrakis(hydroxymethyl)-Phosphonium-Cloride : 25 %
 Tetraethoxysilane (TEOS)
 Urea
 pH
 TiO2
 Air
 Kebutuhan Larutan
 Pengeringan
 Pemanasawetan
 WPU
: 3
: 0, 3, 6, dan 9 %
: 59,5%, 56,5%, 53,5%, 50,5%
: 40 mL
: 100˚C, 2 menit
: 150˚C, 5 menit
: 70%
3.1.7 Fungsi Zat
: Berfungsi sebagai precusor dalam pembentukan TiO2.
: Berfungsi sebagai pelarut TiCl4 pada pembentukan TiO2.
 TiCl4
 Etanol
 Tetrakis(hydroxymethyl)-Phosphonium-Cloride : Berfungsi sebagai zat tahan
api.
28

 Tetraethoxysilane (TEOS) : Berfungsi sebagai pengikat silang antara zat tahan
api dengan serat sehingga memiliki ketahanan yang baik.
Titanium Dioksida (TiO2) : Berfungsi sebagai pengisi ruang (filler) sehingga
menambah nilai tahan api.
 Urea
 Air
: stabilizer pH pada zat THPC
: Sebagai media yang dapat melarutkan zat-zat.
8. Prosedur Percobaan
1. Pembuatan Titanium dioksida
3.
6.
1. Etanol dimasukan ke dalam gelas kimia sebanyak 90 ml.
2. Tambahkan tetes demi tetes sebanyak 10 ml titanium klorida (TiCl4) dan
dimasukan ke dalam gelas kimia yang telah berisi larutan etanol.
Campuran TiCl4 dengan etanol yaitu (1:9) diaduk secara merata dengan
menggunakan alat stirer sehingga larutan menjadi sol-gel berwarna kuning.
4. Kemudian larutan sol-gel diuapkan selama 24 jam dengan suhu 80ºC hingga
gel mengering.
5. Larutan gel yang sudah mengering dikalsinasi dalam mesin furnace pada
suhu 550ºC selama 2 jam.
Larutan TiO2 yang telah dikalsinasi kemudian di haluskan hingga menjadi
bubuk TiO2.
3.1.8.2 Penyempurnaan Tahan Api
1. Zat-zat yang dibutuhkan (Tetrakis Hydroxymethyl Phosphonium Cloride
(THPC), Tetraethoxysilane, Urea dan TiO2) dimasukkan ke dalam 40 ml air
dan diaduk secara merata hingga semua zat larut.
2. Larutan yang sudah di aduk dituangkan ke dalam nampan.
3. Kain yang telah disiapkan dimasukkan ke dalam nampan yang berisi larutan.
4. Bahan di pad sebanyak 1 kali (one dip one nip) dengan WPU 70%.
5. Kain dikeringkan pada mesin stenter dengan suhu 100˚C selama 2 menit.
6. Kemudian kain dilakukan pengerjaan pemanasawetan pada mesin stenter
dengan suhu 150 ˚C selama 5 menit.
3.2 Pengujian
Pengujian dilakukan pada kain kapas hasil proses penyempurnaan tahan api
dengan memvariasikan konsentrasi titanium dioksida pada resep sebagai zat
29
tahan api. Pengujian yang dilakukan antara lain meliputi pengujian FTIR (Fourier
Transform Infrared Spectrofotometry), uji tahan api cara vertikal, uji kekuatan tarik
cara pita tiras, dan uji ketahanan terhadap pencucian berulang.
1. Pengujian Tahan Api Cara Vertikal
Nilai tahan api diketahui pada contoh uji hasil proses penyempurnaan tahan api.
Pengujian dilakukan menurut SNI ISO 0989:2011.
1. Alat dan Bahan
 Alat uji tahan api vertikal
 Bunsen
 Kain contoh uji
 Stopwatch
2. Prinsip Pengujian
Kain contoh uji yang telah dikondisikan dipasang pada alat uji tahan api kemudian
dibakar dan diukur berapa lama nyala api pada contoh uji tersebut. Penilaian
berdasarkan atas lamanya nyala api membakar kain setelah api di jauhkan, waktu
bara, dan panjang arang.
3. Prosedur Pengujian
1. Kain contoh uji disiapkan untuk masing-masing contoh uji arah lusi dan pakan
dengan ukuran 32 x 7 cm.
2. Kain contoh uji dipasangkan ke dalam rangka pemegang panjang sedemikian
rupa hingga ujung tepi kain sejajar dengan ujung pemegang rangka yang
pendek dan jepit dengan menggunakan penjepit 1.
3. Segera dipasangkan contoh uji ke dalam alat uji tahan api vertikal.
4. Pembakaran dengan nyala api dilakukan selama 12 detik, kemudian api dari
bunsen dijauhkan dari kain.
5. Waktu pada saat api menyala dihitung setalah 12 detik api dijauhkan.
6. Bara api dihitung setelah api padam dan dihitung pula panjang arangnya.
3.2.1.4 Evaluasi
Evaluasi dari pengujian ini adalah dengan menilai besar waktu yang dibutuhkan
untuk terus meneruskan nyalai api, waktu bara, dan panjang arang.
30
2. Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui beban maksimum yang dapat ditahan
oleh suatu contoh uji hingga kain tersebut terputus. Pengujian kekuatan tarik dan
mulur dilakukan menurut SNI 0276:2009.
1. Alat dan Bahan
- Mesin penguji kekuatan tarik dan mulur tensolab
- Kain hasil percobaan
- Gunting
2. Prinsip Pengujian
Suatu gaya atau beban yang dibutuhkan untuk menarik contoh uji yang dijepit
simetris pada dua buah penjepit dengan bagian panjang searah dengan arah
tarikan dan kecepatan yang konstan sehingga contoh uji tersebut putus.
3. Prosedur Pengujian
1. Kain contoh uji dipotong dengan ukuran 20 cm x 3,5 cm untuk arah lusi
2. Kain ditiras arah panjang kain hingga lebar kain menjadi 2,5 cm
3. Mengatur alat uji kekuatan tarik seperti jarak jepit 7,5 cm dan kecepatan
penarikan 300 mm/menit.
4. Memastikan penjepit atas maupun bawah kondisinya sejajar dan rata pada
saat contoh uji sudah diselipkan
5. Mesin dijalankan dan contoh uji akan mengalami tarikan hingga kain putus
6. Mesin dihentikan saat contoh uji putus dan baca besarnya kekuatan tarik pada
skala.
3.2.2.4 Evaluasi
Melihat nilai kekuatan tarik dinyatakan dalam satuan kilo gram (kg) semakin tinggi
nilai beban kekuatan tarik maka kekuatan tarik kainnya semakin baik.
3.2.3 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry)
Pengujian FTIR dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dan senyawa yang
terkandung pada kain yang sudah di proses penyempurnaan tahan api.
31
1. Prinsip Pengujian
Infrared melewati celah ke sampel, dimana celah tersebut berfungsi mengontrol
jumlah energi yang disampaikan kepada sampel. Kemudian beberapa infrared
diserap oleh sampel dan lainnya ditransmisikan melalui permukaan sampel
sehingga sinar infrared lolos ke detektor dan sinyal yang terukur kemudian dikirim
ke komputer.
2. Prosedur Pengujian
1. Kabel dihubungkan pada aliran listrik.
2. Perangkat komputer dinyalakan dengan dengan menekan tombol On dan
menekan tombol On pada komputer.
3. Log on ke icon IR-solution, kemudian mengatur bilangan gelombang dari 400-
4500 cm2 dan mengatur resolution ke angka 4.0 kemudian menuliskan
number of scan 40.
4. Klik measurment kemudian klik intialize lalu ditunggu sampai alat dalam
keadaan siap yang ditandai dengan indikator menyala warna hijau pada icon
lampu FTIR, interferometer dan detektor.
5. Sebelum running sampel dilakukan terlebih dahulu scan blank.
6. Sampel yang akan di scan disiapkan dengan memasukkan sampel pada plat.
7. Dilakukan scan dengan menekan icon measurment 1 --> baseline -->
multipoint.
8. Melakukan smoothing dengan memilih pilihan angka mulai dari 5 sampai 12.
9. Pada puncak spektrum diberi peak dengan menekan manipulation 1
kemudian menekan peaktable, dilakukan secukupnya hingga mencapai
number of point 12.
10. Jika diperlukan hasil spectrum di print atau disimpan dalam PC, diberi nama
pada file nya, kemudian disimpan pada drive D.
11. Jika sudah selesai, alat dimatikan dengan cara menekan shutdown, kemudian
ditutup kembali beam nya agar tidak terkena debu.
12. Kabel dicabut dari sumber listrik.
3.2.3.3 Evaluasi
Melihat puncak spektrum untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada
serat kapas.
32
4. Uji Ketahanan Cuci Berulang
Pengujian dilakukan untuk melihat durability zat tahan api yang digunakan pada
proses penyempurnaan tahan api dengan cara dilakukan pencucian
menggunakan sabun netral tidak mengandung optical brighter dengan suhu dan
waktu tertentu. Pengujian tahan api pada kondisi awal dan setelah pencucian
berulang dilakukan menurut SNI 08-1512:1989.
1. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan untuk pengujian ketahanan cuci berulang adalah
sebagai berikut :
1. Alat
- Mesin Launder-O-meter dilengkapi penangas air dengan thermostat
(ketelitian ± 2°C), tabung baja tahan karat, frekuensi putaran tabung 40 ±
2 putaran per menit.
- Kelereng baja tahan karat dengan diameter ± 6 mm
- Neraca analitik dengan ketelitian 0,1 gram.
2. Bahan
- Kain contoh uji dengan ukuran 7 x 32 cm.
- Larutan sabun netral tidak mengandung optical brighter.
2. Prinsip Pengujian
Kain contoh uji dilakukan pencucian berulang dengan menggunakan larutan sabun
netral tidak mengandung optical brighter pada waktu tertentu dan suhu yang telah
ditentukan.
3. Prosedur Pengujian
Prosedur pengujian terhadap ketahanan luntur warna terhadap pencucian adalah
sebagai berikut :
- Kain contoh uji dengan ukuran 7 x 32 cm.
- Larutan pencuci disiapkan dengan cara melarutan 4 g/L sabun kedalam air
suling sebanyak 1000ml. Larutan sabun tersebut dimasukan kedalam tabung
tahan karat, kemudian dimasukkan contoh uji dan 10 buah kelereng baja
dimasukan setelah itu tutup tabung dengan rapat. Kondisi proses diatur pada
suhu 40°C ± 2°C.
- Tabung tersebut diletakan pada Mesin Launder O meter dan lalu mengatur
kondisi proses selama 40°C x 30 menit untuk 1x pencucian berulang dan 45
menit untuk 5x pencucian berulang.
- Setelah pencucian berakhir, Mesin dihentikan dan mengangkat contoh uji
kemudian diperas.
- Contoh uji dicuci dengan air pada suhu 25°C ± 2°C selama 1 menit.
- Contoh uji diperas pada mesin cuci untuk mengurangi kandungan air didalam
bahan.
- Contoh uji dikeringkan
3.2.4.4 Evaluasi
Evaluasi yang dilakukan dengan cara uji bakar dan FTIR kembali.
3. Data Hasil Pengujian
Data hasil pengujian tahan api vertikal, FTIR, uji kekuatan tarik cara pita tiras, dan
uji ketahanan cuci berulang dapat dilihat di bawah ini.
1. Hasil Uji Ketahanan Api
Hasil pengujian ketahanan nyala api cara vertikal arah pakan terhadap kain kapas
dan kain poliester yang diproses dengan menggunakan variasi TiO2 pada setiap
pengujian ditunjukkan pada Tabel 3.1 di bawah ini dan Tabel 3.2 di halaman 35.
Tabel 3.1 Hasil pengujian rata-rata waktu tahan api kain kapas
Konsentrasi TiO2 Waktu Nyala Waktu Bara Panjang Arang
Blanko 6 detik - -
0 % 0 detik 0 detik
14 𝑐𝑚 + 11 𝑐𝑚
2
= 12,5 𝑐𝑚
0% 1 kali
pencucian
0 detik 0 detik 19,6 cm
0% 5 kali
pencucian
7,96 detik - -
3 % 0 detik 0 detik
9,8 𝑐𝑚 + 13 𝑐𝑚
2
= 11,4 𝑐𝑚
3% 1 kali
pencucian
0 detik 0 detik 19 cm
33
Tabel 3.2 Hasil pengujian rata-rata waktu tahan api kain kapas (Lanjutan)
Konsentrasi TiO2 Waktu Nyala Waktu Bara Panjang Arang
3% 5 kali
pencucian
10,90 detik - -
6 % 0 detik 0 detik
11,5 𝑐𝑚 + 9 𝑐𝑚
2
= 10,25 𝑐𝑚
6% 1 kali
pencucian
0 detik 0 detik 18 cm
9% 1 kali
pencucian
0 detik 0 detik 18,5 cm
9% 5 kali
pencucian
10,84 detik - -
3.3.5 Hasil Uji Kekuatan Tarik Kain Kapas
Hasil pengujian kekuatan tarik kain kapas yang diproses dengan menggunakan
variasi TiO2 ditunjukkan pada Tabel 3.2 di bawah ini.
Tabel 3.2 Hasil pengujian kekuatan tarik kain kapas
34
Konsesntrasi TiO2 Nilai Kekuatan Tarik (kg)
Blanko 36,266 kg
0% 20,980 kg
3% 23,099 kg
6% 19,388 kg
9% 20,728 kg
3.3.1 Hasil Pengujian FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry)
Data hasil pengujian FTIR untuk mengetahui gugus fungsi dan senyawa yang
terkandung pada kain kapas yang telah dilakukan proses penyempurnaan tahan
api dengan menggunakan variasi TiO2 dapat dilihat pada halaman 35.
Gambar 3.2 Hasil pengujian FTIR konsentrasi TiO2 0%
35
Gambar 3.3 Hasil pengujian FTIR konsentrasi TiO2 3%
36
Gambar 3.4 Hasil pengujian FTIR konsentrasi TiO2 6%
37
Gambar 3.5 Hasil pengujian FTIR konsentrasi TiO2 9%
38
39
BAB IV DISKUSI
4.1 Hasil Uji FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry)
Fourier Transform Infrared Spectrofotometry (FTIR) adalah teknik yang dapat
menandai struktur kimia terhadap permukaan suatu substrat (Chin-kuen Poon,dkk
2014). Hasil pengujian gugus fungsi pada kain kapas, yang disajikan pada Gambar
3.2 di halaman 35 menunjukkan puncak-puncak khas pada molekul selulosa, di
antaranya adalah regangan OH pada 3294,42 cm-1, regangan CH pada 2912,51
cm-1, tekukan CH2 pada 1319,31 cm-1, jembatan C-O-C non-simetris pada 1153,43
cm-1, regangan CO 1018,41 cm-1, regangan non-symmetric out-of-phasering pada
896,90 cm-1, tekukan fasa luar dari OH pada 655,80 cm-1 , dan molekul air yang
terserap pada 1643,35 cm-1(Chin-kuen Poon,dkk, 2014). Menurut jurnal yang
dibuat oleh Y. L. Lam, dkk (2011), ketika kain kapas dilakukan proses penyempurnaan
tahan api maka terdapat beberapa puncak karakteristik baru yang ditemukan seperti
gugus karbonil, tekukan CH2, CH3 asymmetric, dan regangan CH2 symmetric.
Pada hasil pengujian gugus fungsi kain kapas yang dilakukan penyempurnaan
tahan api dengan penambahan TiO2 9%, yang disajikan pada Gambar 3.5 pada
halaman 38 menunjukkan bahwa puncak yang jauh lebih kuat diamati pada
1660,71 cm-1. Puncak ini didominasi oleh peregangan CO pada gugus amida yang
terdapat pada struktur flameretardant bukan molekul air yang diserap oleh kain.
Gugus amida non-cyclic secondary (OC-NH-C) tidak hanya memiliki peregangan
CO 1660,71 cm-1, tetapi terdapat puncak kuat lain dalam spektrum IR yaitu pada
1539 cm-1 yang termasuk kedalam peregangan CNH (Chin-kuen Poon,dkk 2014).
Selanjutnya, untuk puncak yang berpusat pada 894,97 cm-1, disumbangkan oleh
tekukan CH2 untuk P-CH2. Tekukan CH2 adalah karakteristik yang sedang-kuat
yang terdapat pada struktur phosphonate yang memiliki ikatan P-CH2-R (Chin-
kuen Poon,dkk, 2014). Namun, karakteristik ikatan fosfor (PO) yang terjadi pada
1320-1140 cm-1 sulit untuk diidentifikasi sebagai akibat dari tumpang tindih dengan
puncak serapan karakteristik perubahan bentuk OH primer dan sekunder pada
kapas (Y. L. Lam, dkk, 2011). Spektrum sampel lain seperti konsentrasi 0%, 3%, dan
6% TiO2 yang dilakukan mirip satu sama lain. Dari bukti yang diperoleh dari
pengujian FTIR, dapat menunjukkan bahwa kombinasi zat THPC-Urea yang
disertai dengan zat pengikat silang (TEOS), dan TiO2 berhasil digabungkan pada
permukaan selulosa.
Gambar 4.1 Waktu Nyala Api Kain Kapas Proses Penyempurnaan Tahan Api
Berdasarkan hasil pengujian nilai tahan api kain kapas dengan variasi TiO2 0%,
3%, 6%, dan 9% dari data Tabel 3.1 pada halaman 34 dapat dilihat grafik nilai
waktu nyala api pada gambar 4.1 di atas. Hasil pengujian menunjukkan bahwa zat
tahan api yang digunakan yaitu kombinasi antara THPC-Urea, TEOS, dan
ditambahkan TiO2 dapat memadamkan api dengan sendirinya sehingga kain
7.96
10.9 10.84
8
6
4
2
0
10
12
4.2 Hasil Uji Tahan Api
Penyempurnaan tahan api adalah proses memperbaiki sifat kain dengan cara
menambahkan zat tahan api sehingga menghasilkan sifat tahan api pada kain
menjadi lebih baik. Flame retardant adalah istilah yang digunakan untuk
menerangkan sifat tidak mudah terbakar pada kain sehingga pembakaran
berlangsung secara lambat dan api akan mati bila sumber nyala api ditiadakan (N.
M Susyami, 2005). Menurut A.R.Horrocks, 2000, selulosa memiliki nilai LOI 18.4
dan memiliki suhu pembakaran (43 kcal/g). Nilai Tc 350-420ºC mengidikasikan
relatif lebih mudah terbakar, akibatnya kapas akan terbakar bebas jika terkena
suatu nyala api. Maka dari itu jika kain kapas yang telah ditambahkan zat tahan
api, tidak meneruskan pembakaran setelah dibakar selama 12 detik dapat
dikatakan bahwa kain tersebut memiliki ketahanan terhadap pembakaran. Setelah
dilakukan pengujian tahan api secara vertikal pada kain kapas yang telah
ditambahkan kombinasi zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2 didapat nilai waktu nyala
api dalam bentuk grafik terdapat pada Gambar 4.1 halaman 41.
14
12
blanko 0% 6% 9%
Waktu
Nyala
Api
(detik)
3%
Konsentrasi TiO2
Tanpa Cuci Cuci 1x Cuci 5x
40
41
kapas tidak terbakar, hal ini dinyatakan bahwa waktu nyala api yaitu 0 detik,
berbeda dengan kain kapas blanko yang tidak dilakukan proses penyempurnaan
tahan api terbakar seluruhnya dengan waktu nyala api yaitu 6 detik. Hal ini
mengidentifikasi bahwa kain kapas yang telah ditambahkan zat tahan api memiliki
ketahanan terhadap pembakaran.
Melihat perbedaan pengaruh konsentrasi TiO2 pada sifat tahan api yang dilakukan
pada kain kapas, dikarenakan nilai waktu nyala api yaitu 0 detik maka dilakukan
pengujian panjang arang pada setiap sampel kain yang ditambahkan kombinasi
antara zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2. Dilihat pada grafik 4.2 Halaman 42,
sampel TiO2 dengan variasi 0% memiliki nilai panjang arang yaitu 12,5 cm, untuk
sampel TiO2 dengan variasi 3% memiliki nilai panjang arang yaitu 11,4 cm, untuk
sampel TiO2 dengan variasi 6% memiliki nilai panjang arang yaitu 10,25 cm, dan
untuk sampel TiO2 denga variasi 9% memiliki nilai panjang arang yaitu 9,8 cm.
Menurut (Zongyue Yang, dkk, 2012) dalam jurnalnya mengatakan bahwa semakin
kecil panjang arang maka semakin baik nilai ketahanan api pada sampel. Dari hasil
tersebut menujukan bahwa semakin banyak konsentrasi TiO2 maka semakin baik
ketahanan api pada sampel, hal ini dikarenakan TiO2 memiliki unsur oksida logam
yang akan menambah ketahanan kain kapas terhadap pembakaran semakin baik.
Unsur oksida logam tersebut mengisi di ruang-ruang kosong (filler) pada kain
kapas yang tidak terisi oleh zat THPC-Urea sebagai zat tahan api, sehingga
dengan semakin banyaknya ditambahkannya TiO2 maka menambah ketahanan
kain kapas terhadap pembakaran semakin baik.
Mekanisme terjadinya proses pembakaran seperti gambar 2.4, pada saat serat
terkena panas, suhu serat meningkat sampai suhu pirolisis (Tp) tercapai. Pada titik
ini gas yang mudah terbakar bereaksi dengan oksigen menyebabkan proses
pembakaran terjadi, yang merupakan serangkaian reaksi radikal bebas fase gas.
Reaksi ini sangat eksotermik dan mengasilkan panas dan cahaya yang besar.
Untuk mempengaruhi reaksi eksotermik maka senyawa fosfor yang terdapat pada
zat tahan api yaitu THPC-Urea menghasilkan asam fosfat melalui dekomposisi
panas melalui reaksi endotermik yang kuat dan ikatan silang dengan polimer yang
mengandung gugus hidroksil akan mengubah pirolisa menjadi bahan yang kurang
mudah terbakar. Penambahan TiO2 sebagai zat tahan api karena unsur oksida
logam yang mengisi ruang-ruang kosong (filler) pada kain kapas yang tidak terisi
oleh zat THPC-Urea juga dapat mendekomposisi panas melalui reaksi endotermik
yang kuat. Jika panas yang cukup dapat diserap melalui reaksi ini, suhu pirolisis
Gambar 4.2 Panjang arang
4.3 Hasil Uji Cuci Berulang
Penyempurnaan tahan api dengan menggunakan kombinasi zat THPC-Urea,
TEOS, dan TiO2 pada kain kapas dilakukan pencucian berulang untuk melihat
ketahanan zat tersebut selama dilakukan pencucian berulang. Pencucian berulang
yang dilakukan yaitu 1 kali dan 5 kali. Setelah dilakukan pencucian berulang 1 kali,
kemudian dilakukan pengujian tahan api cara vertical, sampel uji yang
ditambahkan kombinasi zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2 dengan variasi 0%, 3%,
6%, dan 9% dapat dilihat pada Gambar 4.1 Halaman 40. Berdasarkan hasil
pengujian nilai tahan api kain kapas dengan variasi TiO2 0%, 3%, 6%, dan 9% dari
data Tabel 3.1 pada halaman 34 dapat dilihat grafik nilai waktu nyala api pada
gambar 4.1 halaman 40. Hasil pengujian menunjukkan bahwa zat tahan api yang
digunakan yaitu kombinasi antara THPC-Urea, TEOS, dan ditambahkan TiO2
dapat memadamkan api dengan sendirinya sehingga kain kapas tidak terbakar,
hal ini dinyatakan bahwa waktu nyala api yaitu 0 detik. Hal ini mengidentifikasi
bahwa kain kapas yang telah ditambahkan zat tahan api setelah dilakukan
pencucian berulang sebanyak 1 kali masih memiliki ketahanan terhadap
pembakaran. Melihat perbedaan pengaruh konsentrasi TiO2 terhadap sifat tahan
12.5
11.4
10.25 9.8
19.6 19
18 18.5
10
5
0
0
15
20
dari serat tidak akan tercapai dan tidak akan ada ruang untuk pembakaran dan
ketika pembakaran terjadi akan membentuk lapisan karbon di area pembakaran.
Karbon inilah yang berfungsi sebagai penahan api untuk mengikat oksigen
sehingga substrat serat yang berada di area pembakaran tidak akan meneruskan
pembakaran.
25
blanko 0% 6% 9%
Panjang
Arang
(cm)
3%
Konsentrasi TiO2
Tanpa Cuci Cuci 1x Cuci 5x
42
43
api yang dilakukan pada kain kapas, dikarenakan nilai waktu nyala api yaitu 0 detik
maka dilakukan pengujian panjang arang pada setiap sampel kain yang
ditambahkan kombinasi antara zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2. Dilihat pada
grafik 4.2 Halaman 42, sampel TiO2 dengan variasi 0% memiliki nilai panjang
arang yaitu 19,6 cm, untuk sampel TiO2 dengan variasi 3% memiliki nilai panjang
arang yaitu 19 cm, untuk sampel TiO2 dengan variasi 6% memiliki nilai panjang
arang yaitu 18 cm, dan untuk sampel TiO2 denga variasi 9% memiliki nilai panjang
arang yaitu 18,5 cm. Menurut (Zongyue Yang, dkk, 2012) semakin kecil panjang
arang maka semakin baik nilai ketahanan api pada sampel. Dari hasil tersebut
menujukan bahwa TiO2 memiliki sifat tahan api yang dapat menahan laju
pembakaran. Hal ini dikarenakan TiO2 memiliki unsur oksida logam yang akan
menambah ketahanan kain kapas terhadap pembakaran semakin baik. Unsur
oksida logam tersebut mengisi di ruang-ruang kosong (filler) pada kain kapas yang
tidak terisi oleh zat THPC-Urea sebagai zat tahan api, sehingga dengan semakin
banyaknya ditambahkannya TiO2 maka menambah ketahanan kain kapas
terhadap pembakaran semakin baik.
Sampel yang dilakukan proses penyempurnaan tahan api juga dilakukan
pencucian berulang sebanyak 5 kali. Berdasarkan hasil pengujian nilai tahan api
kain kapas dengan variasi TiO2 0%, 3%, 6%, dan 9% dari data Tabel 3.1 pada
halaman 34 dapat dilihat grafik nilai waktu nyala api pada gambar 4.1 halaman 40
menunjukan bahwa sampel uji pada variasi 0%, 3%, 6%, dan 9% terbakar
seluruhnya. Hal ini mengidentifikasi bahwa zat tahan api yang terdapat pada kain
kapas tidak dapat menghentikan laju pembakaran, dikarenakan zat pengikat silang
yang digunakan yaitu TEOS tidak kuat untuk mengikat silang zat tahan api dengan
kain kapas pada saat dilakukan pencucian berulang sebanyak 5x. Walaupun
terbakar seluruhnya TiO2 yang ditambahkan masih memiliki peranan sebagai zat
tahan api, hal ini dapat dilihat pada gambar 4.1 halaman 40 bagian pencucian
berulang sebanyak 5 kali, zat TiO2 yang ditambahkan sebanyak 3% memiliki nilai
waktu nyala api yaitu 10,2 detik, untuk penambahan TiO2 sebanyak 6% memiliki
nilai waktu nyala api yaitu 12 detik, sedangkan penambahan TiO2 sebanyak 9%
memiliki nilai waktu nyala api yaitu 10,84 detik, ketiga nilai tersebut lebih besar
dibandingkan dengan zat tahan api yang tidak ditambahkan TiO2 hanya memiliki
nilai nyala api 7,96 detik ataupun dengan sampel kain kapas blanko yang hanya
memiliki nilai nyala api 6 detik. Hal ini membuktikan bahwa zat TiO2 yang memiliki
oksida logam dapat menahan laju pembakaran.
44
4.4 Hasil Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras
Kekuatan tarik dilakukan untuk mengetahui beban maksimum yang dapat ditahan
oleh suatu contoh uji hingga kain tersebut terputus (SNI 7610:2010). menurut SNI
7610:2010 Kekuatan tarik diukur dalam satuan Kg. Pengujian kekuatan tarik
setelah dilakukan proses penyempurnaan untuk melihat penurunan kekuatan tarik
yang terjadi karena pengerjaan dalam suasana asam dan suhu tinggi. Menurut P.
Soeprijono, dkk (1973) dalam buku serat-serat tekstil mengatakan bahwa
kekuatan tarik serat kapas akan menurun apabila dikerjakan dalam suasan asam
dan suhu tinggi.
Berdasarkan hasil uji kekuatan tarik cara pita tiras pada Tabel 3.2 di halaman 34
diperoleh hasil kekuatan tarik kain kapas arah lusi yang sangat menurun dengan
ditambahkan THPC pada zat tahan api yang digunakan. Pada proses
penyempurnaan tahan api, zat tahan api akan melepas asam dan membantu
pembentukan senyawa fosfor menjadi asam fosfat, hal tersebut tentunya akan
berpengaruh pada kekuatan serat yang digunakan karena pH larutan semakin
asam. Dilihat dari sifat kapas pada kondisi asam dan suhu tinggi serat kapas akan
terhidrolisis seperti halnya reaksi hidroselulosa yang dijelaskan oleh Rasyid Djufri,
dkk, pada gambar 2.3 halaman 11. Reaksi hidroselulosa yang terjadi asam kuat
akan menghidrolisa selulosa yang mengambil tempat pada jembatan oksigen
penghubung sehingga terjadi pemutusan rantai molekul selulosa (hidroselulosa).
Rantai molekul pada serat kapas akan menjadi lebih pendek dan menyebabkan
penurunan kekuatan pada serat kapas.
Berdasarkan standar uji nilai kekuatan tarik kain tenun untuk kemeja (SNI
0052:2008) yaitu nilai minimum kekuatan tariknya adalah 11,0 kg, hasil nilai
pengujian kekuatan tarik kain contoh uji yang dilakukan proses penyempurnaan
tahan api dengan konsentrasi 0% TiO2 memiliki nilai yaitu 20,980 kg, untuk
konsentrasi 3% memiliki nilai kekuatan tarik yaitu 23,099 kg, untuk konsentrasi 6%
memiliki kekuatan tarik yaitu 19,388 kg, dan untuk konsentrasi 9% memiliki
kekuatan tarik yaitu 20,729 kg. Dilihat dari hasil tersebut dapat dikatakan bahwa
kain contoh uji pada penelitian ini memenuhi standar untuk kain tenun kemeja.
45
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan dan pengujian yang telah dilakukan pada proses
penyempurnaan tahan api dengan memvariasikan penggunaan TiO2 terhadap
sifat tahan api pada kain kapas dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai
berikut:
1.
2.
TiO2 hasil sintesis berpengaruh pada ketahanan kapas terhadap pembakaran.
Zat tahan api yang digunakan yaitu kombinasi THPC-Urea dan TiO2 memiliki
ketahanan terhadap pencucian berulang sampai 5 kali.
5.2 Saran
Sebagai upaya peningkatan hasil yang lebih baik dalam percobaan ini disarankan
untuk dilakukan penelitian lanjutan untuk melihat ketahanan zat pengikat silang
yaitu TEOS pada saat dilakukan cuci berulang.
46
DAFTAR PUSTAKA
1. A.R Horrock, dkk (2000), Handbook Of Technical Textiles, The Textile
Institute, USA.
2. Billie J.Collier, Martin Bide, Phyllis G Tortora (2009), Understanding Textiles,
London. Volume 7.
3. Chien-Kuen Poon, Chi-Wai Kan (2014), Effect of TiO2 and Curing
Temperatures on Flame Retardant Finishing of Cotton: Carbohydrate
Polymers, The Hong Kong Polytechnic University, China.
4. C.M. CARR (1995), Chemistry of the Textiles Industry, Blackie Academic &
Professional, Inggris.
5. Edward A Dalton (2009), Durable Flame Retardant and Antimicrobial Nano-
Finishing, Raleigh, North Carolina.
6. Hari Sutrisno (2009), Tinjauan Mikrostruktur Kereaktifan Anatas dan Rutil
Sebagai Material Superfotohidrofil Permukaan, Universitas Negeri
Yogyakarta, Yogyakarta.
7. Lewin & Sello, Handbook of Fiber Science and Technology: Vol II. Chemical
Processing of Fibers and Fabrics. Functional Finishes. Part B, 1983.
8. Noerati, dkk (2013), Teknologi Tekstil, STTT, Bandung.
9. N.M. Susyami, dkk (2005), Teknologi Penyempurnaan Kimia, STTT, Bandung.
10. P. Soeprijono, dkk (1973), Serat-serat Tekstil, Institut Teknologi Tekstil,
Bandung.
11.Rahmat Triandi Tjahjanto, dkk (2001), Preparasi Lapisan Tipis TiO2 sebagai
Fotokatalis Keterkaitan antara Ketebalan dan Aktivitas Fotokatalisis. Jurnal
penelitian Universitas Indonesia, Depok.
12. Rasyid Djufri, dkk, (1976) Teknologi Pengelantangan, Pencelupan, dan
Pencapan, STTT, Bandung.
13. SNI ISO 0989:2011, pengujian tahan api, Badan Standarisasi Nasional (BSN).
14. SNI ISO 0276:2009, pengujian kekuatan tarik dan mulur, Badan Standarisasi
Nasional (BSN).
15. SNI ISO 08-1512:1989, cara uji tahan api, Badan Standarisasi Nasional
(BSN).
16.Susanti S, (2012), Preparasi TiO2-anatas tersensitifkan nanopartikel
perak (TiO2a@Ag) untuk fotodegradasi metilen biru, UNY, Yogyakarta.
17. Trotman (1984), Dyeing and Chemical Technology of textile Fibres, New York:
A Wiley Interscience Pulication.
18. W.D. Schindler, P.J Hauser (2004), Chemical Finishing of Textile, Boca Raton,
USA.
19. Y. L. Lam, dkk (2011), Effect of Titanium Dioxide on the Flame-Retardant
Finishing of Cotton Fabric, Hong Kong Polytechnic University, China.
20.Yongfa Zhu, dkk (2000), The Synthetic of Nanosized TiO2 Powder Using a Sol-
gel Method with TiCl4 as a Precursor; Departement of Chemistry, Tsinghua
University, Beijing, China.
21. Yusniar Siregar, dkk, (2011) Kain Rajut Kapas Dengan Sisipan Benang
Karbon Untuk Keperluan Tekstil Teknik Tahan Api, Balai Besar Tekstil,
Bandung.
22. Zongyue Yang, dkk (2012) A durable flame retardant for cellulosic fabrics,
Hong Kong Polytechnic University, China.
47
LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil uji bakar kain kapas dan kain poliester
1. Hasil uji bakar kain kapas
Variasi
Konsentra
si TiO2
Kain Kapas
SAMPEL 1 SAMPEL 2
Blanko
0%
3%
48
6%
9%
49
0% 1x
pencucian
berulang
0% 5x
pencucian
berulang
50
3% 1x
pencucian
berulang
3% 5x
pencucian
berulang
51
6% 1x
pencucian
berulang
6% 5x
pencucian
berulang
52
9% 1x
pencucian
berulang
9% 5x
pencucian
berulang
53
Lampiran 2. Hasil uji FTIR
Gambar Hasil Pengujian FTIR kain kapas dengan variasi TiO2 0%
54
1.
2. Gambar Hasil pengujian FTIR kain kapas dengan variasi TiO2 3%
3. Gambar Hasil pengujian FTIR kain kapas dengan variasi TiO2 6%
4. Gambar Hasil pengujian FTIR kain kapas dengan variasi TiO2 9%
55
5. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas
dengan variasi TiO2 0%
6. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 5 kali pencucian kain kapas
dengan variasi TiO2 0%
56
7. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas
dengan variasi TiO2 3%
8. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 5 kali pencucian kain kapas
dengan variasi TiO2 3%
57
9. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas
dengan variasi TiO2 6%
58
10. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 5 kali pencucian kain kapas
dengan variasi TiO2 6%
11. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas
dengan variasi TiO2 9%
12. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas
dengan variasi TiO2 9 %
59

More Related Content

Similar to TITANIUM DIOXIDE (FLAME RETARDANT AGENT) - TEXTILE.pptx

Contoh Kkp MI
Contoh Kkp MIContoh Kkp MI
Contoh Kkp MIAhmad M
 
Kkpmi 111106045901-phpapp02
Kkpmi 111106045901-phpapp02Kkpmi 111106045901-phpapp02
Kkpmi 111106045901-phpapp02Bucek MyName
 
Kkp manajemen-informatika2
Kkp manajemen-informatika2Kkp manajemen-informatika2
Kkp manajemen-informatika2wiizza
 
Elly tri pujiastutie
Elly tri pujiastutieElly tri pujiastutie
Elly tri pujiastutieYasruddin Mt
 
TUGAS AKHIR PERENCANAAN JEMBATAN BANJIR KANAL TIMUR GAYAMSARI KOTA SEMARANG
TUGAS AKHIR PERENCANAAN JEMBATAN BANJIR KANAL TIMUR GAYAMSARI KOTA SEMARANGTUGAS AKHIR PERENCANAAN JEMBATAN BANJIR KANAL TIMUR GAYAMSARI KOTA SEMARANG
TUGAS AKHIR PERENCANAAN JEMBATAN BANJIR KANAL TIMUR GAYAMSARI KOTA SEMARANGRizal Budiarta
 
Pengembangan perangkat lunak pengolahan tera%2 c
Pengembangan perangkat lunak pengolahan tera%2 cPengembangan perangkat lunak pengolahan tera%2 c
Pengembangan perangkat lunak pengolahan tera%2 cWillh Nobis
 
Laporan kerja praktek unsika 2015
Laporan kerja praktek unsika 2015Laporan kerja praktek unsika 2015
Laporan kerja praktek unsika 2015Akon Sibocil
 
61607365 pompa-hidram
61607365 pompa-hidram61607365 pompa-hidram
61607365 pompa-hidramRandu Mulia
 
Analisa Distribusi Medan Magnet pada Sensor Dasar Magnetic Inductance Tomogr...
Analisa Distribusi Medan Magnet pada Sensor Dasar Magnetic  Inductance Tomogr...Analisa Distribusi Medan Magnet pada Sensor Dasar Magnetic  Inductance Tomogr...
Analisa Distribusi Medan Magnet pada Sensor Dasar Magnetic Inductance Tomogr...Universitas Gadjah Mada
 
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5Arismon Saputra
 
Pengaruh kebisingan terhadap kesehatan dan keselamatan pekerja di bandar uda...
Pengaruh kebisingan terhadap kesehatan dan keselamatan  pekerja di bandar uda...Pengaruh kebisingan terhadap kesehatan dan keselamatan  pekerja di bandar uda...
Pengaruh kebisingan terhadap kesehatan dan keselamatan pekerja di bandar uda...Lidya68
 
Kimia-Organik-Komprehensif.pdf
Kimia-Organik-Komprehensif.pdfKimia-Organik-Komprehensif.pdf
Kimia-Organik-Komprehensif.pdfreinggakaton1
 
Sains Tingkatan 1 KSSM 2019
Sains Tingkatan 1 KSSM 2019Sains Tingkatan 1 KSSM 2019
Sains Tingkatan 1 KSSM 2019Michael Chin
 
Lembar pengesahan dan daftar isi
Lembar pengesahan dan daftar  isiLembar pengesahan dan daftar  isi
Lembar pengesahan dan daftar isiAndriansyah Tsk
 
Contoh Skripsi: Ekonomi managemen
Contoh Skripsi: Ekonomi managemenContoh Skripsi: Ekonomi managemen
Contoh Skripsi: Ekonomi managemenKonsultan Tesis
 

Similar to TITANIUM DIOXIDE (FLAME RETARDANT AGENT) - TEXTILE.pptx (20)

Contoh Kkp MI
Contoh Kkp MIContoh Kkp MI
Contoh Kkp MI
 
Kkpmi 111106045901-phpapp02
Kkpmi 111106045901-phpapp02Kkpmi 111106045901-phpapp02
Kkpmi 111106045901-phpapp02
 
Kkp manajemen-informatika2
Kkp manajemen-informatika2Kkp manajemen-informatika2
Kkp manajemen-informatika2
 
Elly tri pujiastutie
Elly tri pujiastutieElly tri pujiastutie
Elly tri pujiastutie
 
TUGAS AKHIR PERENCANAAN JEMBATAN BANJIR KANAL TIMUR GAYAMSARI KOTA SEMARANG
TUGAS AKHIR PERENCANAAN JEMBATAN BANJIR KANAL TIMUR GAYAMSARI KOTA SEMARANGTUGAS AKHIR PERENCANAAN JEMBATAN BANJIR KANAL TIMUR GAYAMSARI KOTA SEMARANG
TUGAS AKHIR PERENCANAAN JEMBATAN BANJIR KANAL TIMUR GAYAMSARI KOTA SEMARANG
 
Bab i
Bab iBab i
Bab i
 
12346929 2
12346929 212346929 2
12346929 2
 
Tugas akhir mikotik hotspot user manager
Tugas akhir mikotik hotspot user managerTugas akhir mikotik hotspot user manager
Tugas akhir mikotik hotspot user manager
 
Pengembangan perangkat lunak pengolahan tera%2 c
Pengembangan perangkat lunak pengolahan tera%2 cPengembangan perangkat lunak pengolahan tera%2 c
Pengembangan perangkat lunak pengolahan tera%2 c
 
Laporan kerja praktek unsika 2015
Laporan kerja praktek unsika 2015Laporan kerja praktek unsika 2015
Laporan kerja praktek unsika 2015
 
61607365 pompa-hidram
61607365 pompa-hidram61607365 pompa-hidram
61607365 pompa-hidram
 
Analisa Distribusi Medan Magnet pada Sensor Dasar Magnetic Inductance Tomogr...
Analisa Distribusi Medan Magnet pada Sensor Dasar Magnetic  Inductance Tomogr...Analisa Distribusi Medan Magnet pada Sensor Dasar Magnetic  Inductance Tomogr...
Analisa Distribusi Medan Magnet pada Sensor Dasar Magnetic Inductance Tomogr...
 
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
 
Pengaruh kebisingan terhadap kesehatan dan keselamatan pekerja di bandar uda...
Pengaruh kebisingan terhadap kesehatan dan keselamatan  pekerja di bandar uda...Pengaruh kebisingan terhadap kesehatan dan keselamatan  pekerja di bandar uda...
Pengaruh kebisingan terhadap kesehatan dan keselamatan pekerja di bandar uda...
 
Kimia-Organik-Komprehensif.pdf
Kimia-Organik-Komprehensif.pdfKimia-Organik-Komprehensif.pdf
Kimia-Organik-Komprehensif.pdf
 
Fix kp
Fix kpFix kp
Fix kp
 
Sains Tingkatan 1 KSSM 2019
Sains Tingkatan 1 KSSM 2019Sains Tingkatan 1 KSSM 2019
Sains Tingkatan 1 KSSM 2019
 
Laporan kelompok kito
Laporan kelompok kitoLaporan kelompok kito
Laporan kelompok kito
 
Lembar pengesahan dan daftar isi
Lembar pengesahan dan daftar  isiLembar pengesahan dan daftar  isi
Lembar pengesahan dan daftar isi
 
Contoh Skripsi: Ekonomi managemen
Contoh Skripsi: Ekonomi managemenContoh Skripsi: Ekonomi managemen
Contoh Skripsi: Ekonomi managemen
 

Recently uploaded

Laporan_Rekan_Sejawat Sri Lubis, S.Pd (1).pdf
Laporan_Rekan_Sejawat Sri Lubis, S.Pd (1).pdfLaporan_Rekan_Sejawat Sri Lubis, S.Pd (1).pdf
Laporan_Rekan_Sejawat Sri Lubis, S.Pd (1).pdfSriHandayaniLubisSpd
 
MODUL AJAR MATEMATIKA KELAS 1 KURIKULUM MERDEKA.pdf
MODUL AJAR MATEMATIKA KELAS 1 KURIKULUM MERDEKA.pdfMODUL AJAR MATEMATIKA KELAS 1 KURIKULUM MERDEKA.pdf
MODUL AJAR MATEMATIKA KELAS 1 KURIKULUM MERDEKA.pdfAndiCoc
 
BUKTI DUKUNG RHK SEKOLAH DASAR NEGERI.pptx
BUKTI DUKUNG RHK SEKOLAH DASAR NEGERI.pptxBUKTI DUKUNG RHK SEKOLAH DASAR NEGERI.pptx
BUKTI DUKUNG RHK SEKOLAH DASAR NEGERI.pptxDWIHANDOYOPUTRO2
 
Dokumen Tindak Lanjut Pengelolaan Kinerja Guru.docx
Dokumen Tindak Lanjut Pengelolaan Kinerja Guru.docxDokumen Tindak Lanjut Pengelolaan Kinerja Guru.docx
Dokumen Tindak Lanjut Pengelolaan Kinerja Guru.docxMasHari12
 
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka - abdiera.com
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka - abdiera.comModul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka - abdiera.com
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka - abdiera.comFathan Emran
 
GEOPOLITIK INDONESIA (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
GEOPOLITIK INDONESIA (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)GEOPOLITIK INDONESIA (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
GEOPOLITIK INDONESIA (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)KhoirinShalihati
 
Teori Profetik Kuntowijoyo (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Teori Profetik Kuntowijoyo (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)Teori Profetik Kuntowijoyo (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Teori Profetik Kuntowijoyo (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)LabibAqilFawaizElB
 
Modul Ajar Sosiologi - Lembaga Sosial - Fase E.pdf
Modul Ajar Sosiologi - Lembaga Sosial - Fase E.pdfModul Ajar Sosiologi - Lembaga Sosial - Fase E.pdf
Modul Ajar Sosiologi - Lembaga Sosial - Fase E.pdfDianaRuswandari1
 
LAPORAN SATUAN PENDIDIKAN 211 sabadolok.docx
LAPORAN SATUAN PENDIDIKAN 211 sabadolok.docxLAPORAN SATUAN PENDIDIKAN 211 sabadolok.docx
LAPORAN SATUAN PENDIDIKAN 211 sabadolok.docxSriHandayaniLubisSpd
 
AKSI NYATA PENYEBARAN PEMAHAMAN MERDEKA BELAJAR
AKSI NYATA PENYEBARAN PEMAHAMAN MERDEKA BELAJARAKSI NYATA PENYEBARAN PEMAHAMAN MERDEKA BELAJAR
AKSI NYATA PENYEBARAN PEMAHAMAN MERDEKA BELAJARcakrasyid
 
Ringkasan, Abstrak, dan Sintesis (Pengertian, Contoh, dan Kaidah Penulisan).pdf
Ringkasan, Abstrak, dan Sintesis (Pengertian, Contoh, dan Kaidah Penulisan).pdfRingkasan, Abstrak, dan Sintesis (Pengertian, Contoh, dan Kaidah Penulisan).pdf
Ringkasan, Abstrak, dan Sintesis (Pengertian, Contoh, dan Kaidah Penulisan).pdfsutanalisjahbana
 
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptx
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptxModul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptx
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptxSriayuAnisaToip
 
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)saritharamadhani03
 
Laporan Guru Piket Bukti Dukung PMM - www.kherysuryawan.id (1) (1).pdf
Laporan Guru Piket Bukti Dukung PMM - www.kherysuryawan.id (1) (1).pdfLaporan Guru Piket Bukti Dukung PMM - www.kherysuryawan.id (1) (1).pdf
Laporan Guru Piket Bukti Dukung PMM - www.kherysuryawan.id (1) (1).pdfSriHandayaniLubisSpd
 
RPP Sistem Ekskresi - IPA Kelas 8 - semester Genap - 2024.docx
RPP Sistem Ekskresi - IPA Kelas 8 - semester Genap - 2024.docxRPP Sistem Ekskresi - IPA Kelas 8 - semester Genap - 2024.docx
RPP Sistem Ekskresi - IPA Kelas 8 - semester Genap - 2024.docxnurlathifah80
 
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptxSolusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptxAgungRomadhon3
 
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdfLK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdfindrawatiahmad62
 
statistika matematika kelas 8 semester 2
statistika matematika kelas 8 semester 2statistika matematika kelas 8 semester 2
statistika matematika kelas 8 semester 2FarhanPerdanaRamaden1
 
MODUL AJAR PENDIDIKAN PANCASILA (PPKN) KELAS 3 KURIKULUM MERDEKA.pdf
MODUL AJAR PENDIDIKAN PANCASILA (PPKN) KELAS 3 KURIKULUM MERDEKA.pdfMODUL AJAR PENDIDIKAN PANCASILA (PPKN) KELAS 3 KURIKULUM MERDEKA.pdf
MODUL AJAR PENDIDIKAN PANCASILA (PPKN) KELAS 3 KURIKULUM MERDEKA.pdfAndiCoc
 
sertifikat dan piagam serta dokumen lainnya
sertifikat dan piagam serta dokumen lainnyasertifikat dan piagam serta dokumen lainnya
sertifikat dan piagam serta dokumen lainnyabehindtheuniversex
 

Recently uploaded (20)

Laporan_Rekan_Sejawat Sri Lubis, S.Pd (1).pdf
Laporan_Rekan_Sejawat Sri Lubis, S.Pd (1).pdfLaporan_Rekan_Sejawat Sri Lubis, S.Pd (1).pdf
Laporan_Rekan_Sejawat Sri Lubis, S.Pd (1).pdf
 
MODUL AJAR MATEMATIKA KELAS 1 KURIKULUM MERDEKA.pdf
MODUL AJAR MATEMATIKA KELAS 1 KURIKULUM MERDEKA.pdfMODUL AJAR MATEMATIKA KELAS 1 KURIKULUM MERDEKA.pdf
MODUL AJAR MATEMATIKA KELAS 1 KURIKULUM MERDEKA.pdf
 
BUKTI DUKUNG RHK SEKOLAH DASAR NEGERI.pptx
BUKTI DUKUNG RHK SEKOLAH DASAR NEGERI.pptxBUKTI DUKUNG RHK SEKOLAH DASAR NEGERI.pptx
BUKTI DUKUNG RHK SEKOLAH DASAR NEGERI.pptx
 
Dokumen Tindak Lanjut Pengelolaan Kinerja Guru.docx
Dokumen Tindak Lanjut Pengelolaan Kinerja Guru.docxDokumen Tindak Lanjut Pengelolaan Kinerja Guru.docx
Dokumen Tindak Lanjut Pengelolaan Kinerja Guru.docx
 
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka - abdiera.com
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka - abdiera.comModul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka - abdiera.com
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka - abdiera.com
 
GEOPOLITIK INDONESIA (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
GEOPOLITIK INDONESIA (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)GEOPOLITIK INDONESIA (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
GEOPOLITIK INDONESIA (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
 
Teori Profetik Kuntowijoyo (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Teori Profetik Kuntowijoyo (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)Teori Profetik Kuntowijoyo (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Teori Profetik Kuntowijoyo (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
 
Modul Ajar Sosiologi - Lembaga Sosial - Fase E.pdf
Modul Ajar Sosiologi - Lembaga Sosial - Fase E.pdfModul Ajar Sosiologi - Lembaga Sosial - Fase E.pdf
Modul Ajar Sosiologi - Lembaga Sosial - Fase E.pdf
 
LAPORAN SATUAN PENDIDIKAN 211 sabadolok.docx
LAPORAN SATUAN PENDIDIKAN 211 sabadolok.docxLAPORAN SATUAN PENDIDIKAN 211 sabadolok.docx
LAPORAN SATUAN PENDIDIKAN 211 sabadolok.docx
 
AKSI NYATA PENYEBARAN PEMAHAMAN MERDEKA BELAJAR
AKSI NYATA PENYEBARAN PEMAHAMAN MERDEKA BELAJARAKSI NYATA PENYEBARAN PEMAHAMAN MERDEKA BELAJAR
AKSI NYATA PENYEBARAN PEMAHAMAN MERDEKA BELAJAR
 
Ringkasan, Abstrak, dan Sintesis (Pengertian, Contoh, dan Kaidah Penulisan).pdf
Ringkasan, Abstrak, dan Sintesis (Pengertian, Contoh, dan Kaidah Penulisan).pdfRingkasan, Abstrak, dan Sintesis (Pengertian, Contoh, dan Kaidah Penulisan).pdf
Ringkasan, Abstrak, dan Sintesis (Pengertian, Contoh, dan Kaidah Penulisan).pdf
 
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptx
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptxModul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptx
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptx
 
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
 
Laporan Guru Piket Bukti Dukung PMM - www.kherysuryawan.id (1) (1).pdf
Laporan Guru Piket Bukti Dukung PMM - www.kherysuryawan.id (1) (1).pdfLaporan Guru Piket Bukti Dukung PMM - www.kherysuryawan.id (1) (1).pdf
Laporan Guru Piket Bukti Dukung PMM - www.kherysuryawan.id (1) (1).pdf
 
RPP Sistem Ekskresi - IPA Kelas 8 - semester Genap - 2024.docx
RPP Sistem Ekskresi - IPA Kelas 8 - semester Genap - 2024.docxRPP Sistem Ekskresi - IPA Kelas 8 - semester Genap - 2024.docx
RPP Sistem Ekskresi - IPA Kelas 8 - semester Genap - 2024.docx
 
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptxSolusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
 
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdfLK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdf
 
statistika matematika kelas 8 semester 2
statistika matematika kelas 8 semester 2statistika matematika kelas 8 semester 2
statistika matematika kelas 8 semester 2
 
MODUL AJAR PENDIDIKAN PANCASILA (PPKN) KELAS 3 KURIKULUM MERDEKA.pdf
MODUL AJAR PENDIDIKAN PANCASILA (PPKN) KELAS 3 KURIKULUM MERDEKA.pdfMODUL AJAR PENDIDIKAN PANCASILA (PPKN) KELAS 3 KURIKULUM MERDEKA.pdf
MODUL AJAR PENDIDIKAN PANCASILA (PPKN) KELAS 3 KURIKULUM MERDEKA.pdf
 
sertifikat dan piagam serta dokumen lainnya
sertifikat dan piagam serta dokumen lainnyasertifikat dan piagam serta dokumen lainnya
sertifikat dan piagam serta dokumen lainnya
 

TITANIUM DIOXIDE (FLAME RETARDANT AGENT) - TEXTILE.pptx

  • 1. SKRIPSI PENGARUH KONSENTRASI TITANIUM DIOKSIDA (TiO2) HASIL SINTESIS SEBAGAI ZAT TAHAN API PADA PROSES PENYEMPURNAAN TAHAN API KAIN KAPAS KARYA TULIS TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Dipertahankan dalam Sidang Panitia Penguji guna Melengkapi Salah Satu Syarat Lulus Pendidikan Diploma Empat Oleh: MOHAMAD MIZAN ADHA NPM. 14020015 POLITEKNIK STTT BANDUNG 2018
  • 2. POLITEKNIK STTT BANDUNG 2018 SKRIPSI PENGARUH KONSENTRASI TITANIUM DIOKSIDA (TiO2) HASIL SINTESIS SEBAGAI ZAT TAHAN API PADA PROSES PENYEMPURNAAN TAHAN API KAIN KAPAS KARYA TULIS TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Dipertahankan dalam Sidang Panitia Penguji guna Melengkapi Salah Satu Syarat Lulus Pendidikan Diploma Empat Oleh: MOHAMAD MIZAN ADHA NPM. 14020015 Pembimbing : Khairul Umam, S.ST., M.Si
  • 3. SKRIPSI PENGARUH TITANIUM DIOKSIDA (TiO2) HASIL SINTESIS SEBAGAI KATALIS PADA PROSES PENYEMPURNAAN TAHAN API KAIN KAPAS DAN KAIN POLIESTER TERHADAP SIFAT TAHAN API KARYA TULIS TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Dipertahankan dalam Sidang Panitia Penguji guna Melengkapi Salah Satu Syarat Lulus Pendidikan Diploma Empat Oleh: MOHAMAD MIZAN ADHA NPM. 14020015 Pembimbing (Khairul Umam, S.ST., M.Si) POLITEKNIK STTT BANDUNG 2018
  • 4. DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH Ketua Penguji .............................. Tanggal .................. Ketua Jurusan .............................. Tanggal .................. Tanggal .................. Direktur Politeknik .............................. STTT Bandung
  • 5. PERNYATAAN KEASLIAN Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: “PENGARUH KONSENTRASI TITANIUM DIOKSIDA (TiO2) HASIL SINTESIS SEBAGAI ZAT TAHAN API PADA PROSES PENYEMPURNAAN TAHAN API KAIN KAPAS” Yang disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan lulus ujian akhir pendidikan Program Diploma Empat Jurusan Kimia Tekstil, Politeknik STTT Bandung, merupakan hasil karya tulis saya sendiri. Skripsi ini bukan merupakan duplikasi dari Skripsi yang sudah dipublikasikan atau pernah dipakai untuk mendapatkan kelulusan di lingkungan Politeknik STTT Bandung, maupun di Perguruan Tinggi atau lembaga manapun, kecuali kutipan dan sumber informasinya dicantumkan. Atas pernyataan ini, saya siap menerima sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya tulis saya ini atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya tulis ini. Bandung, 07 Juni 2018 Yang membuat pernyataan, Mohamad Mizan Adha NPM 14020015
  • 7. ii DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR...............................................................................................i DAFTAR ISI............................................................................................................ii DAFTAR TABEL ..................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR................................................................................................v DAFTAR LAMPIRAN............................................................................................vi INTISARI...............................................................................................................vii BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................1 1.2 Identifikasi Masalah ....................................................................................2 1.3 Maksud dan Tujuan....................................................................................2 1.4 Kerangka Pemikiran ...................................................................................2 1.5 Metodologi Penelitian .................................................................................5 BAB II LANDASAN TEORI ...................................Error! Bookmark not defined. 2.1 Serat Kapas................................................................................................8 2.1.1 Penampang Serat Kapas............................................................................8 2.1.2 Struktur Molekul Serat Kapas .....................................................................9 2.1.3 Sifat Kimia dan Fisika Serat Kapas.............................................................9 2.2 Penyempurnaan Tahan Api ......................................................................12 2.2.1 Indeks Batas Oksigen (Limiting Oxygen Index).........................................12 2.2.2 Mekanisme Pembakaran..........................................................................14 2.2.3 Mekanisme Proses Tahan api ..................................................................16 2.2.4 Zat Tahan Api...........................................................................................19 2.2.4.1 Zat Pengikat Silang................................................................................19 2.2.4.2 Ikatan Silang Tiga Dimensi.....................................................................19 2.3 Titanium Dioksida (TiO2)...........................................................................21 BAB III PEMECAHAN MASALAH ......................................................................25 3.1 Percobaan................................................................................................25 3.1.1 Maksud dan Tujuan ..................................................................................25 3.1.2 Bahan .......................................................................................................25 3.1.3 Alat ...........................................................................................................25
  • 8. iii 3.1.4 Diagram Alir Proses..................................................................................26 3.1.5 Zat yang Digunakan.................................................................................. 27 3.1.6 Resep Percobaan..................................................................................... 27 3.1.7 Fungsi Zat.................................................................................................27 3.1.8 Prosedur Percobaan.................................................................................28 3.2 Pengujian.....................................................................................................28 1. XRD (X-Ray Difraction)................................Error! Bookmark not defined. 2. SEM (Scanning Electron Microscope)..........Error! Bookmark not defined. 3. FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry).................................30 3.2.4 Pengujian Tahan Api Cara Vertikal ...........................................................29 3.2.5 Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras............................................................30 3.3 Data Hasil Pengujian ................................................................................... 33 1. Hasil Pengujian XRD (X-Ray Difraction) ......Error! Bookmark not defined. 2. Hasil Uji SEM (Scanning Electron Microscope).......... Error! Bookmark not defined. 3.Hasil Pengujian FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) ....... 33 3.3.4 Hasil Uji Ketahanan Api ............................................................................ 38 3.3.5 Hasil Uji Kekuatan Tarik Kain Kapas.........................................................34 BAB IV DISKUSI................................................................................................39 1. Hasil Uji XRD (X-Ray Difraction).....................Error! Bookmark not defined. 2. Hasil Uji SEM (Scanning Electron Microscope)Error! Bookmark not defined. 3.Hasil Uji FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry)......................39 4.4 Hasil Uji Tahan Api ......................................................................................40 4.5 Hasil Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras ......................................................42 BAB V PENUTUP..............................................................................................45 5.1 Kesimpulan...............................................................................................45 5.2 Saran........................................................................................................45 DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................46 LAMPIRAN ........................................................................................................47
  • 9. iv DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Ketahanan serat poliester terhadap berbagai jenis zat kimia........Error! Bookmark not defined. Tabel 2.2 Indeks batas oksigen .........................................................................13 Tabel 2.3 Perbandingan sifat TiO2 jenis rutil dan anatase... Error! Bookmark not defined. Tabel 3.1 Hasil pengujian rata-rata waktu tahan api kain kapas.........................34 Tabel 3.2 Hasil pengujian rata-rata waktu kain poliester.....................................35 Tabel 3.3 Hasil pengujian kekuatan tarik kain kapas..........................................35
  • 10. v DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Diagram Alir proses...........................Error! Bookmark not defined. Gambar 2.1 Bentuk morfologi serat kapas...........................................................8 Gambar 2.2 Struktur molekul serat kapas ............................................................ 9 Gambar 2.3 Bentuk morfologi serat poliester ........ Error! Bookmark not defined. Gambar 2.4 Siklus pembakaran pada serat.......................................................14 Gambar 2.5 Reaksi pembakaran radikal bebas .................................................15 Gambar 2.6 Ikatan silang kapas dengan asam fosfat ........................................17 Gambar 2.7 Dehidrasi selulosa dengan asam fosfat.......................................... 18 Gambar 2.8 Degradasi termal selulosa..............................................................18 Gambar 2.9 Ikatan silang kapas dengan asam fosfat ......... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.10 Bentuk kristal Anatase (A) dan rutil (B)......................................... 22 Gambar 3.1 Diagram alir proses..........................................................................22 Gambar 3.2 Hasil Pengujian Titanium Dioksida...................................................29 Gambar 3.3 Bentuk penampangTiO2...................................................................30 Gambar 3.4 Morfologi serat poliester...................................................................30 Gambar 3.5 Morfologi serat kapas.......................................................................31 Gambar 3.6 Morfologi permukaan poliester dengan variasi 0,8%.......................31 Gambar 3.7 Morfologi permukaan kapas dengan variasi 0,8%...........................32 Gambar 3.8 Hasil pengujian FTIR blanko kain kapas..........................................32 Gambar 3.9 Hasil pengujian FTIR kain kapas dengan variasi 0,8%....................33 Gambar 3.10 Hasil pengujian FTIR balnko kain poliester....................................33 Gambar 3.11 Hasil pengujian FTIR kain poliester dengan variasi 0,8%..............34 Gambar 4.1 Waktu nyala api pada kain kapas dan kain poliester.......................40 Gambar 4.2 Waktu bara pada kain kapas dan kain poliester ..... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.3 Panjang arang kain kapas dan kain poliester...................................39
  • 11. vi DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Hasil uji bakar kain kapas dan kain poliester..................................44 Lampiran 2. Hasil uji FTIR kain kapas dan kain poliester...................................50 Lampiran 3. Data hasil pengukuran diameter TiO2.............................................53
  • 12. vii INTISARI Proses penyempurnaan tahan api merupakan salah satu proses akhir dari proses basah tekstil yang bertujuan untuk menambah sifat tahan api pada kain sehingga dapat mencegah nyala api dan bara api terus menyala pada proses pembakaran. Serat kapas merupakan serat yang umumnya banyak diproduksi sebagai bahan baku untuk pembuatan tekstil sandang. Serat kapas memiliki kelemahan yaitu serat yang mempunyai sifat mudah terbakar dan bara apinya meneruskan pembakaran, hal ini dikarenakan serat kapas termasuk kedalam jenis serat selulosa memiliki indeks batas oksigen yaitu 19%, sehingga relatif mudah terbakar. penelitian ini dikhususkan untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 yang dibuat dari hasil sintesis dengan menggunakan campuran TiCl4 dan ethanol lalu difungsikan sebagai zat tahan api pada proses penyempurnaan tahan api pada kain kapas. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada penyempurnaan tahan api kain kapas dengan memvariasikan konsentrasi TiO2 0, 3, 6, dan 9 %. TiO2 hasil sintesis diuji bentuk kristalnya dengan dilakukan pengujian XRD (X-Ray Difraction) untuk mengetahui hasil yang didapat sesuai dengan literatur yang digunakan. Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dilakukan untuk mengamati morfologi permukaan kain setelah dilakukan proses penyempurnaan tahan api. Pengujian FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang terdapat pada serat setelah proses penyempurnaan. Pengujian untuk melihat sifat tahan api, menggunakan uji tahan api cara vertikal dengan memperhatikan waktu nyala api, waktu bara, dan panjang arang pada kain yang diuji. Pengujian untuk mengetahui kekuatan kain menggunakan uji kekuatan tarik cara pita tiras.
  • 13. 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Proses penyempurnaan merupakan proses yang memperbaiki sifat kain sehingga menambah daya guna secara khusus pada suatu bahan tekstil (W.D Schindler, dkk, 2004). Salah satu proses penyempurnaan pada bahan tekstil yaitu penyempurnaan tahan api yang bertujuan untuk menambah sifat tahan api pada kain sehingga dapat mencegah nyala dan bara api terus menyala pada proses pembakaran. Serat kapas merupakan serat yang umumnya banyak diproduksi sebagai bahan baku untuk pembuatan tekstil sandang. Serat kapas memiliki kelemahan yaitu serat yang mempunyai sifat mudah terbakar dan bara apinya meneruskan pembakaran, hal ini dikarenakan serat kapas termasuk kedalam jenis serat selulosa memiliki indeks batas oksigen yaitu 19%, sehingga relatif mudah terbakar (C.M. Carr, 1995). Zat tahan api yang banyak digunakan pada proses penyempurnaan yaitu THPC- Urea (Edward A. Dalton, 2009), N-methylol dimethylphosphonopropionamide (Chien-Kuen Poon, 2014), senyawa organoposfat (Yusniar Siregar, dkk, 2011), dan 4-hydroxy-5-dialkoxyphospinyl-2-imidazolidinones (John A Mikroyannidis, dkk, 1982). Zat tahan api memiliki karakteristik yang berbeda-beda dan harus kompatibel dengan jenis serat yang akan digunakan. Zat tahan api THPC-Urea dapat digunakan pada serat kapas. Titanium dioksida dikenal sebagai titanium (IV) oksida atau titania yang merupakan oksida titanium yang terjadi secara alami, dengan rumus kimia (TiO2). Pada beberapa tahun terakhir ini telah dilakukan penelitian-penelitian yang menggunakan titanium dioksida (TiO2) yang berfungsi sebagai self-cleaning dan UV Blocking (Loghman Karimi, dkk, 2014), sebagai photocatalytic (Giuseppe Cinelli, dkk, 2017), dan juga sebagai chemical sensor (A. Bertuna, dkk, 2016). Pada ilmu tekstil khususnya penyempurnaan tahan api penelitian yang dilakukan pada zat titanium dioksida (TiO2) masih sedikit, beberapa contoh penelitian titanium dioksida (TiO2) pada penyempurnaan tahan api yaitu sebagai zat tahan api (Edward A. Dalton, 2009) dan sebagai katalis pada pembentukan senyawa tahan api (Chien-Kuen Poon, 2014).
  • 14. 2 Berdasarkan studi literatur yang dilakukan, ditemukan beberapa penelitian tentang penggunaan TiO2 pada proses penyempurnaan tahan api. Titanium Dioksida (TiO2) yang digunakan pada proses penyempurnaan tahan api yang telah dilakukan oleh Edward A. Dalton, 2009 adalah TiO2 yang sudah langsung dapat dipakai atau yang sudah tersedia di pasaran sedangkan pada penelitian ini dikhususkan untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 yang dibuat dari hasil sintesis. Proses sintesis TiO2 dilakukan dengan cara pencampuran antara TiCl4 dengan ethanol lalu difungsikan sebagai zat tahan api pada proses penyempurnaan tahan api dengan kain kapas. 1.2 Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut, dapat diidentifikasi hal-hal sebagai berikut : 1. Bagaimana melakukan penyempurnaan tahan api dengan menggunakan zat THPC-Urea yang ditambahkan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api ? 2.Bagaimana pengaruh penggunaan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada proses penyempurnaan tahan api kain kapas dan ketahanan luntur terhadap pencucian (durability) dari kain kapas yang telah diproses penyempurnaan tahan api ? 3. Maksud dan Tujuan Maksud percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada kain kapas dalam proses penyempurnaan tahan api. Tujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada penyempurnaan tahan api kain kapas dan untuk mengetahui ketahanan luntur TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api terhadap pencucian (durability). 4. Manfaat Penelitian Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain : 1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan tambahan wawasan mengenai cara pembuatan sintesis TiO2. 2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan tambahan wawasan mengenai pengaruh penggunaan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada
  • 15. 3 proses penyempurnaan tahan api kain kapas dan ketahanan luntur terhadap pencucian (durability) kombinasi zat tahan api (THPC-Urea, TiO2, dan TEOS). 1.5 Kerangka Pemikiran Proses penyempurnaan tahan api merupakan proses untuk meningkatkan daya guna dan memperbaiki sifat serat yang mudah terbakar. Masing-masing serat akan terbakar dengan karakteristik yang berbeda, hal tersebut bergantung pada sifat dari serat itu sendiri. Zat tahan api yang digunakan memiliki senyawa fosfor yang akan menahan proses pembakaran dengan membentuk lapisan karbon pada saat proses pembakaran atau yang sering disebut char. Char inilah yang akan menghambat proses pirolisis (pemecahan struktur kimia menjadi fase gas) sehingga menghentikan nyala api pada kain dan dapat mempunyai waktu rambat yang lebih lama untuk terbakar dan dapat menyebabkan nyala api mati dengan sendirinya, karena tidak mendapatkan pasokan oksigen dan hidrokarbon dari serat yang berfungsi sebagai bahan bakar. Proses penyempurnaan Tahan api berkaitan dengan Indeks Batas Oksigen (Limiting Oxygen Index). Limiting Oxygen Index berguna untuk mengklasifikasi sifat mudah terbakar pada suatu serat. Selulosa memiliki nilai LOI 18.4 dan memiliki suhu pembakaran (43 kcal/g). Nilai Tc 350-420ºC mengidikasikan relatif lebih mudah terbakar, akibatnya kapas akan terbakar bebas jika terkena suatu nyala api. Nyala api yang kecil cukup untuk membakar serat kapas dengan waktu sekitar 18 detik (A.R.Horrocks, 2000). Polimer dengan LOI yang lebih besar dari 25% umumnya dapat dipadamkan sendiri di udara, sedangkan pada polimer yang memiliki nilai LOI terendah akan sangat mudah terbakar. Sangat sedikit bahan yang benar-benar menolak pembakaran di atmosfer yang mendekati oksigen 100% (W.D. Schindler, 2004). Senyawa yang banyak digunakan sebagai zat tahan api pada kain kapas adalah fosfor. Senyawa fosfor dikombinasikan dengan urea sebagai zat tahan api seperti halnya penelitian yang dilakukan oleh Edward A. Dalton, 2009. Senyawa fosfor pada kain kapas akan menghasilkan asam posfat melalui dekomposisi panas, ikatan silang dengan polimer yang mengandung hidroksil menghambat proses pirolisis sehingga memberikan hasil serat yang kurang mudah terbakar pada saat proses pembakaran. Titanium dioksida dikenal sebagai titanium (IV) oksida atau titania yang merupakan oksida titanium yang terjadi secara alami, dengan rumus kimia (TiO2). Sifat
  • 16. 4 senyawa TiO2 adalah tidak tembus cahaya, mempunyai warna putih, tidak beracun, dan harganya relatif murah. Pada beberapa tahun terakhir ini telah dilakukan penelitian-penelitian yang menggunakan titanium dioksida (TiO2) yang berfungsi sebagai self-cleaning dan UV Blocking (Loghman Karimi, dkk, 2014), sebagai photocatalytic (Giuseppe Cinelli, dkk, 2017), dan juga sebagai chemical sensor (A. Bertuna, dkk, 2016). Titanium dioksida (TiO2) dapat disintesis dengan beberapa metoda yaitu metode sol-gel (Yongfa Zhu, dkk, 2000), metode citrate gel, (S. R. Dhage, dkk, 2003), metode pengendapan basa teknik refluks (Rica Funti, 2011), dan metode hydrothermal (H. H. Ou, S. L. Lo, 2007). Titanium dioksida (TiO2) memiliki tiga fase struktur kristal yaitu anatase, rutil, dan brookit. Hasil struktur kristal sintesis TiO2 dengan beberapa metode tersebut yaitu anatase dan rutil hal tersebut dilakukan karena keberadaan struktur tersebut cukup stabil. Titanium dioksida (TiO2) juga dikenal memiliki karakteristik kuat pada suhu tinggi, mampu menahan suhu yang ekstrim, dan tahan korosi. Titanium dioksida (TiO2) menurut penelitian (Chien-Kuen Poon, 2014) menyatakan bahwa titanium dioksida (TiO2) dapat digunakan sebagai katalis pada pembentukan senyawa tahan api, dan menurut penelitian Edward A. Dalton, 2009 Titanium dioksida (TiO2) dapat digunakan sebagai zat tahan api. Titanium dioksida (TiO2) yang digunakan pada penelitian tersebut merupakan Titanium dioksida (TiO2) yang terjual dipasaran dan memiliki bentuk kristal anatase. Penambahan titanium dioksida dalam proses penyempurnaan tahan api berperan sebagai zat tahan api karena memiliki oksida logam yang dapat menambah ketahanan kain kapas terhadap pembakaran semakin baik sehingga dapat menyebabkan nyala api mati dengan sendirinya. Proses penyempurnaan tahan api pada penelitian ini tidak membutuhkan katalis untuk mempercepat laju reaksi, hal ini merupakan kelebihan dari zat titanium dioksida (TiO2). Pada penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada kain kapas dalam proses penyempurnaan tahan api. Sintesis TiO2 yang digunakan menggunakan metode sol-gel. Pemilihan metode sol-gel pada proses sintesis TiO2 dikarenakan pada beberapa penelitian hasil struktur kristal TiO2 kebanyakan berbentuk anatase. Jika struktur kristal TiO2 tidak berbentuk anatase maka akan terjadi ketidakstabilan senyawa TiO2 sehingga pada saat digunakan sebagai zat tahan api tidak terjadi pengaruh yang berarti.
  • 17. 5 Pemilihan variasi konsentrasi TiO2 yang dilakukan karena beberapa penelitan menyatakan bahwa TiO2 dapat mempengaruhi hasil penyempurnaan tahan api. Variasi konsentrasi titanium dioksida (TiO2) yang dilakukan pada penelitian penyempurnaan tahan api kain kapas yaitu 0%, 3%, 6%, dan 9%. Pada penelitian ini TiO2 dikombinasikan dengan zat tahan api THPC-Urea dan TEOS sebagai zat pengikat silang. Metode yang dilakukan pada percobaan ini yaitu pad-dry-cure. Zat yang digunakan pada proses penyempurnaan tahan api harus memiliki daya tahan terhadap pencucian (durability) yang baik. Hal ini dilakukan karena kebutuhan penyempurnaan tahan api digunakan pada tekstil konvensional. Maka dari itu zat tahan api yang digunakan yaitu kombinasi THPC-Urea, TiO2, dan TEOS dilakukan Pencucian berulang sebanyak 1 dan 5 kali hal ini dimaksudkan untuk mengetahui zat tahan api yang telah dibuat memiliki ketahanan luntur terhadap pencucian (durability) yang baik. 6. Metodologi Penelitian Metode penelitian yang dilakukan dalam melakukan percobaan ini adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di Laboratorium Pencapan dan Penyempurnaan Politeknik STTT Bandung, Laboratorium Evaluasi Fisika Politeknik STTT Bandung, Laboratorium Evaluasi Kimia Politeknik STTT Bandung, Laboratorium Persiapan Penyempurnaan dan Pencelupan Politeknik STTT Bandung, Laboratorium. Adapun hal-hal di lakukan pada penelitian yaitu sebagai berikut: 1. Melaksanakan percobaan pendahuluan penyempurnaan penyempurnaan tahan api pada kain kapas dalam skala laboratorium menggunakan zat titanium dioksida (TiO2) hasil sintesis yang berfungsi sebagai zat tahan api dengan menggunakan metode pad - dry - cure. 2. Melakukan percobaan penyempurnaan tahan api pada kain kapas dalam skala laboratorium menggunakan zat titanium dioksida (TiO2) hasil sintesis dengan variasi 0% TiO2, TiO2 3%, TiO2 6%, dan TiO2 9% yang berfungsi sebagai zat tahan api menggunakan metode pad - dry - cure. 3. Melaksanakan pencucian berulang sebanyak 1 kali dan 5 kali pada setiap variasi zat titanium dioksida 0%, 3%, 6%, dan 9%. 4. Melaksanakan Pengujian-pengujian untuk menentukan hasil penelitian. Pengujian yang telah dilaksanakan yaitu sebagai berikut : - XRD (X-ray Difraction)
  • 18. 6 - FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) - Uji tahan api cara vertical - Uji ketahanan terhadap pencucian 1 dan 5 kali pencucian dan pengeringan. Diagram alir proses dapat dilihat pada Gambar 1.1 halaman 7
  • 19. Diagram alir proses dapat dilihat pada Gambar 1.1 di bawah ini. Gambar 1.1 Diagram alir proses Sintesis Titanium Dioksida (TiO2) TiCl4 : 10 ml Etanol : 90 ml Campuran TiCl4 dan etanol di aduk selama 24 jam dengan alat pengaduk stirer tanpa terkena cahaya. Penguapan larutan sol-gel selama ± 24 jam dengan suhu 80˚C hingga gel mengering Kalsinasi TiO2 pada suhu 550ºC, 2 jam Penghalusan bubuk TiO2 Penyempurnaan Tahan Api Titanium Dioksida (TiO2) : 0 – 3 – 6 – 9 % Tetraethoxysilane (TEOS) : 0,5 % Tetrakis(hydroxymethyl)-Phosphonium-Cloride : 25 % Urea : 15% pH : 3 Air : 59,5% 56,5%, 53,5%, 50,5% Waktu dan suhu pengeringan : 2 Menit, 100ºC Waktu dan suhu pemanasawetan : 5 menit, 150ºC Evaluasi - FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) - Tahan Api Vertikal - Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras - Ketahanan terhadap pencucian sebanyak 5 kali pencucian Evaluasi - XRD (X-ray Difraction) 7
  • 20. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 1. Serat Kapas Serat kapas adalah serat selulosa yang berasal dari rambut biji tanaman jenis Gossypium yang termasuk ke dalam keluarga Malvaceae. Kapas telah banyak digunakan orang sebagai bahan tekstil sejak 2.300 tahun sebelum Masehi. Pembudidayaan serat kapas berada di daerah utara dengan garis lintang 37o, Negara Rusia 40o, dan lintang utara 30o. Produksi serat kapas di dunia setiap tahunnya sekitar 11.300 ton. Negara Amerika dan Rusia masing-masing menghasilkan 40% produksi serat kapas di dunia dan 20% dihasilkan oleh China. Selain itu Negara penghasil serat kapas yang baik adalah India, Mesir, Brazil, Pakistan, Turkey, Iran, Sudan, Uganda, dan Tanzania (Akira Nakamura, 2000). 1. Penampang Serat Kapas Serat kapas mempunyai bentuk penampang membujur dan melintang. Bentuk penampang melintang serat kapas seperti ginjal dan untuk bentuk penampang membujur serat kapas adalah pipih seperti pita yang terpuntir. Bentuk penampang melintang dan membujur serat kapas dapat disajikan pada Gambar 2.1 di bawah ini. 8 Penampang Membujur Penampang Melintang Sumber: Billie J, Martin Bide, Phyllis G, Tortora, Understanding Textiles, 7th edition Person Prentice, London, 2009, halaman 131. Gambar 2.1 Bentuk morfologi serat kapas
  • 21. 2.1.2 Struktur Molekul Serat Kapas Struktur molekul serat kapas tersusun dari molekul selulosa. Selulosa tersusun dari beberapa senyawa yaitu karbon sebanyak 44%, hidrogen sebanyak 6,2%, dan oksigen sebanyak 49,4%. Perbandingan empiris pada selulosa didapat perbandingan 6:10:5 yang dapat ditulis sebagai rumus yaitu (C6H10O5)n. Gambar struktur molekul serat kapas dapat dilihat pada Gambar 2.2 di bawah ini. H OH H OH H CH2OH H HO H H OH H OH H H H H OH OH H H H H OH H OH H CH 2 OH H H OH O CH2 OH O H O CH 2 OH O O O O 9 n Sumber: Trotman, E.R., Dyeing and Chemical Technology of Textile Fibres, four edition, A Wiley Interscience Publication, New York, 1984, halaman 36. Gambar 2.2 Struktur molekul serat kapas 3. Sifat Kimia dan Fisika Serat Kapas Serat kapas memiliki sifat fisika dan sifat kimia. Sifat-sifat tersebut diuraikan di bawah ini (P. Soeprijono dkk, 1973). 1. Sifat Fisika Sifat-sifat serat kapas berdasarkan pengaruh fisika adalah sebagai berikut: 1. Warna Kapas Kapas pada umumnya berwarna sedikit krem. Serat kapas yang panjang warnanya lebih krem dari pada serat kapas yang pendek. Warna krem ini disebabkan oleh pengaruh cuaca yang lama, debu atau kotoran. Tumbuhnya jamur pada kapas sebelum pemetikan menyebabkan warna putih kebiru-biruan yang tidak bisa dihilangkan pada saat proses pengelantangan. 2. Berat Jenis Berat jenis serat kapas adalah 1,50 sampai 1,56.
  • 22. 10 3. Kekuatan Kekuatan serat kapas sangat dipengaruhi oleh kadar selulosa yang dikandungnya. Dalam keadaan basah serat kapas akan memiliki kekuatan yang lebih besar dibandingkan dengan serat kapas ketika dalam keadaan kering. Hal ini disebabkan karena dalam keadaan basah, serat akan menggelembung sehingga berbentuk silinder yang akan menyebabkan berkurangnya bagian-bagian serat yang terpuntir, dalam kondisi seperti ini distribusi tegangan akan diterima di sepanjang serat secara lebih merata. Kekuatan serat kapas dalam keadaan kering berkisar 3,- 5,2 g/denier dan dalam keadaan basah lebih tinggi lagi. 4. Mulur Mulur saat putus serat kapas termasuk tinggi diantara serat-serat selulosa alam yang lainnya. Mulur serat kapas berkisar antara 4-13% tergantung dari jenis serat kapasnya dan rata-rata serat kapas mulurnya adalah 7%. 5. Moisture Regain Serat kapas memiliki afinitas yang besar terhadap air, dan air memiliki pengaruh yang nyata pada sifat-sifat serat. Serat kapas yang sangat kering bersifat kasar, rapuh dan kekuatannya rendah. Moisture Regain (MR) serat kapas bervariasi sesuai dengan perubahan kelembaban. MR kapas pada kondisi standar berkisar antara 7-8,5%. 2.1.3.2 Sifat Kimia Sifat-sifat serat kapas berdasarkan pengaruh kimia adalah sebagai berikut: 1. Pengaruh Alkali Alkali mempunyai sedikit pengaruh pada kapas kecuali larutan alkali kuat dengan konsentrasi yang tinggi menyebabkan penggelembungan yang besar pada serat seperti pada proses merserisasi. 2. Pengaruh Oksidator Beberapa zat pengoksidasi menyebabkan kerusakan yang mengakibatkan penurunan kekuatan serat. Oksiselulosa biasanya terjadi dalam proses pemutihan yang berlebihan, penyinaran dan keadaan lembab atau pemanasan yang lama dengan suhu diatas 140oC. Pengerjaan selulosa dengan oksidator dapat
  • 23. menyebabkan oksiselulosa, hal ini dikarenakan oksidator menyerang cincin glukosa dari selulosa yang dapat menimbulkan kerusakan pada serat. 3. Pengaruh Asam Selulosa tahan terhadap asam lemah, sedangkan terhadap asam kuat akan menyebabkan kerusakan. Asam kuat akan menghidrolisa selulosa yang mengambil tempat pada jembatan oksigen penghubung sehingga terjadi pemutusan rantai molekul selulosa (hidroselulosa). Rantai molekul menjadi lebih pendek dan menyebabkan penurunan kekuatan pada serat kapas. Pengerjaan dengan asam memungkinkan memberikan senyawa hidrolisis jenis B, tetapi jika diikuti pengeringan suhu tinggi maka akan terbentuk senyawa hidroselulosa jenis C. Gambar struktur molekul selulosa yang terhidroselulosa disajikan pada Gambar 2.3 di bawah ini. Sumber : Rasyid Djufri, dkk, Teknologi Pengelantangan, Pencelupan, dan Pencapan, STTT, Bandun, 1976. Gambar 2.3 Reaksi Hidroselulosa Keterangan Gambar : A : Struktur selulosa sebelum terjadi hidroselulosa B : Struktur selulosa karena pengerjaan oleh asam C : Struktur selulosa yang diikuti pengeringan suhu tinggi 11
  • 24. 12 4. Pengaruh Mikroorganisme Kapas mudah diserang oleh jamur dan bakteri, terutama dalam keadaan lembab dan pada suhu yang hangat. Hal ini dapat diatasi dengan menghilangkan kanji dan zat-zat bukan selulosa atau dengan mereaksikan zat yang dapat menghindari mikroorganisme. 5. Pengaruh panas Serat kapas tidak memperlihatkan perubahan kekuatan bila dipanaskan pada temperatur 120ºC selama 5 jam, tapi pada temperatur yang lebih tinggi dapat menyebabkan penurunan kekuatan. Serat kapas kekuatannya hampir hilang jika dipanaskan pada temperatur 240ºC. 6. Sifat Pembakaran Kapas memiliki sifat pembakaran yaitu mengeluarkan asap putih, meneruskan pembakaran, abu yang halus berwarna hitam ke abu-abuan, bau pembakaran nya seperti kertas terbakar. Selulosa memiliki nilai LOI 18.4 dan memiliki suhu pembakaran (43 kcal/g). Nilai Tc 350-420ºC mengidikasikan relatif lebih mudah terbakar, akibatnya kapas akan terbakar bebas jika terkena suatu nyala api. Nyala api yang kecil cukup untuk membakar serat kapas dengan waktu sekitar 18 detik (A.R.Horrocks, 2000). 2. Penyempurnaan Tahan Api Penyempurnaan tahan api adalah proses memperbaiki sifat kain dengan cara menambahkan zat tahan api sehingga menghasilkan sifat tahan api pada kain menjadi lebih baik. Flame retardant adalah istilah yang digunakan untuk menerangkan sifat tidak mudah terbakar pada kain sehingga pembakaran berlangsung secara lambat dan api akan mati bila sumber nyala api ditiadakan (N.M. Susyami, 2005). 1. Limiting Oxygen Index (Indeks Batas Oksigen) Limiting Oxygen Index (Indeks Batas Oksigen) dapat didefinisikan sebagai kandungan oksigen yang terdapat pada campuran oksigen dengan nitrogen yang tersimpan di dalam suatu bahan pada pembakaran. Limiting Oxygen Index berguna untuk mengklasifikasi sifat mudah terbakar pada suatu serat. Atmosfer mengandung sekitar 21% oksigen, sisanya (nitrogen, CO2, air, dan lain-lain)
  • 25. 13 adalah unsur yang tidak mendukung suatu pembakaran. Polimer dengan LOI yang lebih besar dari 25% umumnya dapat dipadamkan sendiri di udara, sedangkan pada polimer yang memiliki nilai LOI terendah akan sangat mudah terbakar. Sangat sedikit bahan yang benar-benar menolak pembakaran di atmosfer yang mendekati oksigen 100%. Berikut adalah nilai LOI dari berbagai macam polimer yang disajikan pada Tabel 2.2 di bawah ini. Tabel 2.1 Indeks batas oksigen Polimer Indeks Batas Oksigen (%) Acrylic 18,2 Cotton 18,4 Viscose 18.6 Polypropylene 19 Polyester PET 20-21 Nylon 6 and 6.6 20-21.5 Wool 25 Modacrylic 29-30 Meta-aramide 28-31 Para-aramide 29-31 Phenol–formaldehyde type (Kynol) 30-34 Melamine-formaldehyde type (Basofil) 32 Poly(aramide-imide) (Kermel) 32 Polyphenylenesulfide (PPS) 34 Polyetheretherketone (PEEK) 35 Polyimide (PI, P84) 36-38 Polybenzimidazole (PBI) 41 Polyetherimide (PEI) 44-45 Partially oxidised PAN (Preox, Panox) 45-55 Poly(vinylidene/vinylchloride) PVDC 60 Polybenzoxazole (PBO, Zylon) 68 Polytetrafluoroethylene (PTFE) 98 Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004
  • 26. 2.2.2 Mekanisme Pembakaran Pembakaran merupakan proses eksotermik yang membutuhkan tiga komponen yaitu panas, oksigen dan bahan bakar yang sesuai. Diagram alir pembakaran ditunjukkan pada Gambar 2.4 di bawah ini. (W.D. Schindler, 2004). Tc Pembakaran Gas Pembakaran Cahaya Gas yang tidak mudah terbakar Cairan Kondensat Pirolisis Panas Oksigen Tp Arang Gas yang tidak mudah terbakar (CO2, H2O, NOx, SOx) Serat Panas Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004. Gambar 2.3 Siklus pembakaran pada serat Pada saat serat terkena panas suhu serat meningkat sampai suhu pirolisis (Tp) tercapai. Pada suhu tersebut, serat mengalami perubahan kimiawi yang tidak dapat diperbaiki, sehingga menghasilkan gas yang tidak mudah terbakar yaitu CO2, H2O, NOx, dan SOx), karbon/arang, tar (cairan kondensat) dan gas yang mudah terbakar (karbon monoksida, hidrogen dan molekul-molekul organik lainnya). Seiring dengan suhu yang terus meningkat, tar (cairan kondensat) juga mengalami kenaikan suhu pirolisis sehingga menghasilkan gas-gas yang tidak mudah terbakar, karbon/arang, dan gas yang mudah terbakar. Pada akhirnya suhu pembakaran (Tc) tercapai. Pada titik ini gas yang mudah terbakar bereaksi dengan oksigen menyebabkan proses pembakaran terjadi, yang merupakan serangkaian reaksi radikal bebas fase gas. Reaksi ini sangat eksotermik dan mengasilkan 14
  • 27. panas dan cahaya yang besar. Panas yang meningkat oleh proses pembakaran menghasilkan energi panas tambahan yang dibutuhkan untuk melanjutkan ke tahap pirolisis serat sehingga memasok lebih banyak gas yang mudah terbakar untuk pembakaran dan memperkuat reaksinya. Waktu lamanya pembakaran dipengaruhi oleh kecepatan laju atau reaksi panas yang dilepaskan dengan banyaknya panas. Reaksi radikal bebas dijelaskan pada Gambar 2.5 di bawah ini. Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004. Gambar 2.4 Reaksi pembakaran radikal bebas Upaya untuk mengganggu reaksi ini pada bahan tekstil dapat difokuskan pada beberapa pendekatan, salah satunya dengan menyediakan penahan panas pada serat atau bahan menggunakan serat atau bahan yang dapat mendekomposisi panas melalui reaksi endotermik yang kuat. Jika panas yang cukup dapat diserap melalui reaksi ini, suhu pirolisis dari serat tidak akan tercapai dan tidak akan ada ruang untuk pembakaran. Reaksi endotermik dapat dijelaskan pada Gambar 2.6 di bawah ini. Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004. Gambar 2.6 Reaksi Endotermik Proses pembakaran biasanya dibagi menjadi:  Nyala (Flame) Menyala adalah proses pembakaran yang digambarkan sebagai suatu proses terbakarnya gas yang terurai di permukaan. Proses dekomposisi termal yang 15
  • 28. 16 terjadi pada serat selalu didahului oleh proses nyala. Proses nyala ini menghasilkan gas, cairan, arang, dan padatan. Penyalaan merupakan proses pembakaran yang terjadi secara eksotermis yang terdiri dari uap yang mudah terbakar dan terurai di permukaan bahan tekstil.  Bara (Glow) Membara merupakan proses eksotermis yang terjadi dan berada di atas permukaan bahan tekstil. Keadaan ini berlangsung dalam kondisi jumlah oksigen yang melimpah. Bahan tekstil dengan penyempurnaan tahan bara sering diperoleh bersama-sama dengan sifat tahan api. Zat penghambat nyala yang berfungsi sebagai penghambat bara misalnya fosfat. Beberapa jenis lainnya seperti sulfamat mempunyai daya penahan bara yang kecil. Panas pembakaran pada selulosa sekitar 400-500ºC sedangkan temperatur nyala api sekitar 600ºC.  Pijar (Smolder) Proses pemijaran secara umum terjadi di bawah permukaan dan biasanya terjadi dalam keadaan oksigen sedikit. Proses pemijaran ini berlangsung secara lambat dan biasanya disertai dengan keluarnya asap, tetapi tanpa adanya nyala atau bara. Kemampuan meneruskan pemijaran sangat dipengaruhi oleh adanya panas dari reaksi eksotermis yang ditahan di dekat area yang sedang berpijar. Temperatur minumum dibutuhkan untuk mempertahankan pemijaran yang dipengaruhi oleh karakteristik bahan ketika mengalami proses oksidasi dan jumlah oksigen yang sangat sedikit. Pada kondisi kandungan oksigen yang sangat besar, dengan temperatur yang lebih rendah, proses pembaraan dapat bertahan lebih lama. Metode yang lebih baik dan dapat digunakan untuk mencegah proses pemijaran adalah dengan menghilangkan panas dengan segera dari daerah yang mengalami proses oksidasi (N.M. Susyami, 2005). 3. Mekanisme Proses Tahan api Mekanisme proses penyempurnaan tahan api terdapat beberapa cara yaitu sebagai berikut : 1. Penutupan bagian serat dengan cara coating sehingga mampu menahan masuknya oksigen ke dalam serat. 2. Lapisan zat tahan api yang dapat mendekomposisi panas melalui reaksi endotermik yang kuat ke fase pirolisis sehingga suhu pirolisis tidak tercapai dan tidak akan ada ruang untuk pembakaran.
  • 29. 3. Pembentukan penghalang pada serat untuk mencegah pelepasan gas yang mudah terbakar. 4. Pelepasan gas lembam untuk menahan oksigen tidak bereaksi pada saat fase pirolisis. (Lewin & Sello, Handbook of Fiber Science and Technology: Vol II. Chemical Processing of Fibers and Fabrics. Functional Finishes. Part B, 1983). Mekanisme tersebut biasanya bekerja baik dalam fase terkondensasi atau fase uap. Mekanisme fase kondensasi tahan api dapat dilakukan dengan cara penghilangan panas dari serat, atau dehidrasi dan ikatan silang polimer. Contoh cara untuk mendapat sifat tahan api adalah dengan mempengaruhi reaksi pirolisis untuk menghasilkan bahan yang mudah menguap dan residu arang yang banyak. Mekanisme fase terkondensasi ini dapat dilihat pada zat tahan api yang mengandung fosfor. Senyawa fosfor menghasilkan asam fosfat melalui dekomposisi panas, ikatan silang dengan polimer yang mengandung gugus hidroksil sehingga akan mengubah pirolisis menjadi bahan yang kurang mudah terbakar (Lewin & Sello, Handbook of Fiber Science and Technology, Vol. II, Chemical Processing of Fibers and Fabrics. Functional Finishes, Part A, 1983). Pembentukan ikatan silang dapat dilihat pada Gambar 2.7 di bawah ini. Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004. Gambar 2.7 Ikatan silang kapas dengan asam fosfat Terdapat penjelasan lain untuk langkah pertama dari dehidrasi selulosa ini yaitu dengan mekanisme esterifikasi tunggal tanpa ikatan silang. Mekanisme ini dijelaskan dengan terjadinya dehidrasi pada gugus hidroksil pada posisi C-6 dari selulosa. Ester fosfor mengkatalis dan mencegah pembentukan levoglukosan yang tidak diinginkan. Dehidrasi selulosa dengan asam fosfat ditujukkan pada 17
  • 30. Gambar 2.8 dan degradasi termal selulosa ditujukkan pada Gambar 2.9 di bawah ini. Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004. Gambar 2.8 Dehidrasi selulosa dengan asam fosfat Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004. Gambar 2.9 Degradasi termal selulosa 2.2.4 Proses Perambatan Nyala Api Proses perambantan nyala api dipengaruhi oleh karbon monoksida. Reaksi proses perambatan nyala api yang terjadi pada kondisi eksoterm. Perbandingan panas yang dihasilkan pada proses pembentukan karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2) dapat dilihat pada gambar 2.10 di bawah ini. Sumber : N.M. Susyami, dkk, Teknologi Penyempurnaan Kimia, STTT, Bandung, 2005. Gambar 2.10 Reaksi pembentukan karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2) 18
  • 31. Gambar tersebut dapat dilihat bahwa panas yang dibutuhkan pada proses oksidasi karbon menjadi karbon dioksida hampir empat kali proses oksidasi karbon menjadi karbon monoksida (CO). Jika reaksi dihentikan pada unsur senyawa CO, maka api tidak akan mungkin merambat sendiri karena kekurangan panas. Hal ini digunakan untuk membuat zat tahan api yang akan menghambat pembentukan CO, sehingga jumlah CO yang dihasilkan menjadi lebih kecil dan nyala api serta nyala bara api akan sulit merambat sehingga api akan padam dengan sendirinya. (N.M. Susyami, 2005). 2.2.5 Zat Tahan Api Zat tahan api atau sering juga disebut zat flame retardant merupakan senyawa aditif yang dapat memperlambat atau menghentikan proses pembakaran yang terjadi pada suatu material. Garam organik dapat memberikan sifat tahan api yang baik untuk selulosa dan memiliki daya tahan terhadap pencucian yang baik, hal ini dilakukan dikarenakan untuk digunkan sebagai pakaian sehari-hari. Zat tahan api yang paling baik untuk selulosa didasarkan pada reaksi kimia yang mengandung fosfor dan nitrogen sehingga dapat bereaksi dengan serat ataupun membentuk struktur ikatan silang dengan serat. Bahan utama salah satu dari resin tahan api yaitu tetrakis hydroxythyl phosphonium chloride (THPC) yang terbuat dari phosphine, formaldehyde, dan asam hidroklorida Untuk reaksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.11 halaman 18. Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004. Gambar 2.11 sintesis THPC Penerapan penggunaan zat tahan api dengan THPC 25% dan urea 15% dari kebutuhan larutan dapat menghasilkan senyawa fosfor 3,5-4% yang cukup untuk menghambat proses pembakaran sehingga api tidak dapat meneruskan pembakaran. Penerapan penggunaan zat THPC-Urea dapat memberikan retardansi api yang efektif dan tahan lama untuk selulosa, efek yang dihasilkan 19
  • 32. yaitu kain akan menjadi kaku dan menurunkan kekuatan tarik dan sobekan pada kain kapas, serta melepaskan formaldehid selama proses penyempurnaan berlangsung (W.D. Schindler, 2004). Reaksi antara THPC dengan urea dapat dilihat pada Gambar 2.12 dibawah ini. Sumber : W.D. Schindler, P.J Hauser, Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA, 2004. Gambar 2.12 Reaksi THPC dengan Urea Zat pengikat silang berfungsi sebagai pusat penghubung antara zat tahan api dengan TiO2 sehingga membentuk jaringan polimer tiga dimensi pada struktur kain (Edward A. Dalton, 2009). Zat pengikat silang yang digunakan pada penelitian ini yaitu Tetraethoxysilane (TEOS). Struktur Tetraethoxysilane (TEOS) dapat dilihat pada Gambar 2.13 di bawah ini. Sumber : Edward Dalton, Durable Flame Retardant and Antimicrobial Nano-Finishing, Raleigh, North Carolina, 2009. Gambar 2.13 struktur Tetraethoxysilane (TEOS) 20
  • 33. Ikatan tiga dimensi terbentuk karena zat pengikat silang yang dipakai, pada penelitian ini menggunakan zat Tetraethoxysilane (TEOS) sebagai zat pengikat silang. Zat pengikat silang akan membentuk jaringan polimer tiga dimensi sehingga dapat mengikat zat THPC dan TiO2 agar dapat menempel di permukaan serat. Penggunaan jaringan polimer tiga dimensi untuk memberikan ketahanan (durability) terhadap pencucian yang baik. (Edward A. Dalton, 2009). Ikatan tiga dimensi dapat dilihat pada Gambar 2.14 di bawah ini. 21 Sumber : Edward A Dalton, Durable Flame Retardant and Antimicrobial Nano-Finishing, Raleigh, North Carolina, 2009. Gambar 2.14 Ikatan Tiga Dimensi 2.3 Titanium Dioksida (TiO2) Titanium dioksida juga bisa disebut Titania atau Titanium (IV) oksida yang merupakan bentuk oksida dari titanium secara kimia dapat dituliskan TiO2. Senyawa ini dimanfaatkan secara luas dalam bidang anatase sebagai pigmen, bakterisida, pasta gigi, foto katalis dan elektroda dalam sel surya. (TiCl4) dan O2 yang dilewatkan melalui lorong silika pada suhu 700ºC. Senyawa TiO2 bersifat amfoter, terlarut secara lambat dalam H2SO4 pekat, membentuk kristal sulfat dan menghasilkan produk titanat dengan alkali cair. Sifat senyawa TiO2 adalah tidak tembus cahaya, mempunyai warna putih, tidak beracun, dan harganya relatif murah. Titanium dioksida (TiO2) dapat dihasilkan dari reaksi antara senyawa titanium tetraklorida dengan melarutkannya dalam ethanol (Yongfa Zhu, 2000). Titanium dioksida (TiO2) memiliki tiga fase struktur kristal yaitu anatase, rutil, dan brookit. Akan tetapi hanya anatase dan rutil saja yang keberadaannya di alam cukup stabil. Kemampuan fotoaktivitas semikonduktor TiO2 dipengaruhi oleh morfologi, luas permukaan, kristalinitas dan ukuran partikel. Bentuk kristal anatase
  • 34. terjadi pada pemanasan (100-700ºC), sedangkan pada rutil terbentuk pada suhu tinggi (700-1000ºC). Bentuk titanium dioksida yang stabil adalah rutil. Rutil mempunyai struktur kristal mirip dengan anatase, dengan pengecualian bahwa Ti-O oktahedral patungan 4 sisi bukan 4 sudut. Struktur rutil dan anatase dapat digambarkan sebagai rantai oktahedral TO6 kedua struktur kristal dibedakan oleh distorsi oktahedral dan pola susunan rantai oktahedralnya. Penataan tersebut menghasilkan terbentuknya rantai yang tersusun dalam simetri empat lipat seperti ditunjukan oleh Gambar 2.15 Halaman 22. Sumber: S. Susanti, Preparasi TiO2-anatas tersensitifkan nanopartikel perak (TiO2a@Ag) untuk fotodegradasi metilen biru, UNY, 2012. Gambar 2.15 Struktur kristal anatase (A) dan rutil (B) Struktur kristal anatase digambarkan sebagai suatu keteraturan tiga dimensi yang terhubungan antar sisi atau samping dan puncak dari oktahedral TiO6. Struktur kristal rutil dapat digambarkan sebagai hasil penumpukan heksagonal pejal dari atom oksigen. Setiap oktahedral terhubung dengan oktahedral lainnya membentuk rantai tak terbatas yang berkembang searah sumbu (Hari sutrisno, 2009). Titanium dioksida yang membentuk kristal rutil dan anatase memiliki sifat yang dijelaskan pada Tabel 2.3 halaman 22. Tabel 2.3 Sifat-sifat bentuk kristal Rutil dan Anatase Sifat Rutil Anatase Bentuk kristal Tetragonal Tetragonal 22
  • 35. 23 Tabel 2.3 Sifat-sifat bentuk kristal Rutil dan Anatase (Lanjutan) Sifat Rutil Anatase Tetapan kisi a 4,58 A 3,87 A Tetapan kisi c 2,95 A 4,49 A Berat jenis 4,2 3,9 Indeks bias 2,71 2,52 Kekerasan 6,0 – 7,0 5,5 – 6,0 Permitivas 114 31 Titik didih 1858˚C Berubah jadi rutil pada suhu tinggi Sumber: Hari Sutrisno, Tinjauan Mikrostruktur Kereaktifan Anatas dan Rutil Sebagai Material Superfotohidrofil Permukaan, 2009. 2.3.1. Sintesis Titanium Dioksida (TiO2) Berbagai metode telah banyak dilakukan untuk preparasi TiO2, seperti metode sol- gel (Yongfa Zhu, dkk, 2000), metode citrate gel, (S. R. Dhage, dkk, 2003), metode pengendapan basa teknik refluks (Rica Funti, 2011), dan metode hydrothermal (H. H. Ou, S. L. Lo, 2007). Pada penelitian ini sintesis titanium dioksida (TiO2) yang dilakukan menggunakan metoda sol-gel. Metoda sol gel memiliki kelebihan yaitu sebagai berikut : 3. 1. Penggunaan partikel dengan diameter <50 nm membentuk lapisan oksida transparan yang tahan lama. 2. Lapisan oksida stabil terhadap serangan panas, cahaya, kimia dan mikroba. Hasil sintesis titanium dioksida (TiO2) dapat digunakan di suhu kamar dan dapat dilakukan pada proses tekstil (Edward A. Dalton, 2009). Sintesis titanium dioksida dengan menggunakan metoda sol-gel memiliki beberapa tahapan yaitu sebagai berikut (Yongfa Zhu, 2000) : 1. Tahap pencampuran antara TiCl4 dengan ethanol Pada tahap pencampuran ini penggunaan TiCl4 dengan ethanol yaitu 1 : 9. Kedua zat tersebut merupakan bahan dasar pembuatan titanium dioksida (TiO2). Reaksi yang terjadi pada tahap ini dapat dilihat pada Gambar 2.16 halaman 24.
  • 36. Sumber : Yongfa Zhu, dkk, The Synthetic of Nanosized TiO2 Powder Using a Sol-gel Method with TiCl4 as a Precursor; Departement of Chemistry, Tsinghua University, Beijing, China, 2000. Gambar 2.16 reaksi pencampuran antara TiCl4 dengan ethanol 2. Tahap Gelatinisasi dan Polimerisasi Pada tahap gelatinisasi menyerap air dari atmosfer untuk membentuk prekusor Ti(OH)4 kemudian dipolimerisasikan menjadi polimer anorganik. Pembentukan polimer anoganik dapat dipengaruhi waktu gelatinisasi. Reaksi yang terjadi pada tahap gelatinisasi dan polimerisasi dapat dilihat pada gambar 2.17 di bawah ini. Sumber : Yongfa Zhu, dkk, The Synthetic of Nanosized TiO2 Powder Using a Sol-gel Method with TiCl4 as a Precursor; Departement of Chemistry, Tsinghua University, Beijing, China, 2000. Gambar 2.17 Reaksi Pada Tahap Gelatinisasi 3. Tahap Hidrolisis Pada tahap ini prekusor TiClx (OH)4-x mudah dikendalikan dikarenakan terdapat HCl pada prekusor. Reaksi yang terjadi pada tahap hidrolisis dapat dilihat pada Gambar 2.18 di bawah ini. Sumber : Yongfa Zhu, dkk, The Synthetic of Nanosized TiO2 Powder Using a Sol-gel Method with TiCl4 as a Precursor; Departement of Chemistry, Tsinghua University, Beijing, China, 2000. Gambar 2.16 Reaksi Pada Tahap Hidrolisa 24
  • 37. 25 BAB III PEMECAHAN MASALAH 1. Percobaan 1. Maksud dan Tujuan Maksud percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh penggunaan TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada kain kapas dalam proses penyempurnaan tahan api. Tujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api pada penyempurnaan tahan api kain kapas dan untuk mengetahui ketahanan luntur TiO2 hasil sintesis sebagai zat tahan api terhadap pencucian (durability). 2. Bahan Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah kain tenun kapas dengan konstruksi sebagai berikut:  Jenis anyaman  Tetal lusi  Tetal pakan  Gramasi : Polos : 150 helai/inch : 73 helai/inch : 190,78 gram/m2 3.1.3 Alat Alat- alat yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:  Mesin padder  Mesin stenter  Gelas piala 100 mL  Pipet volume 10 mL  Pipet tetes  Mesin Furnace - Timbangan digital - Pipet volume 1 mL - Batang Pengaduk - Gelas kimia 100 Ml - Oven
  • 38. 3.1.4 Diagram Alir Proses Diagram alir proses dapat dilihat pada Gambar 3.1 di bawah ini. Gambar 3.1 Diagram alir proses Sintesis Titanium Dioksida (TiO2) TiCl4 : 10 ml Etanol : 90 ml Campuran TiCl4 dan etanol di aduk selama 24 jam dengan alat pengaduk stirer tanpa terkena cahaya. Penguapan larutan sol-gel selama ± 24 jam dengan suhu 80˚C hingga gel mengering Kalsinasi TiO2 pada suhu 550ºC, 2 jam Penghalusan bubuk TiO2 Penyempurnaan Tahan Api Titanium Dioksida (TiO2) : 0 – 3 – 6 – 9 % Tetraethoxysilane (TEOS) : 0,5 % Tetrakis(hydroxymethyl)-Phosphonium-Cloride : 25 % Urea : 15% pH : 3 Air : 59,5%, 56,5%, 53,5%, 50,5% Waktu dan suhu pengeringan : 2 Menit, 100ºC Waktu dan suhu pemanasawetan : 5 menit, 150ºC Evaluasi - FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) - Tahan Api Vertikal - Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras - Ketahanan terhadap pencucian berulang Evaluasi - XRD (X-ray Difraction) 26
  • 39. 27 3.1.5 Zat yang Digunakan Zat yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:  TiCl4  Ethanol  Titanium Dioksida (TiO2)  Tetraethoxysilane (TEOS)  Tetrakis hydroxymethyl-Phosphonium-Cloride (THPC)  Urea  Air 6. Resep Percobaan 1. Resep Sintesis TiO2  TiCl4  Ethanol  Suhu dan waktu penguapan  Suhu dan waktu kalsinasi : 10 ml : 90 ml : 80ºC, 24 jam : 550ºC, 2 jam 3.1.6.2 Resep Penyempurnaan Tahan Api TiO2 Sebagai Zat Tahan Api : 0,5 % : 15  Tetrakis(hydroxymethyl)-Phosphonium-Cloride : 25 %  Tetraethoxysilane (TEOS)  Urea  pH  TiO2  Air  Kebutuhan Larutan  Pengeringan  Pemanasawetan  WPU : 3 : 0, 3, 6, dan 9 % : 59,5%, 56,5%, 53,5%, 50,5% : 40 mL : 100˚C, 2 menit : 150˚C, 5 menit : 70% 3.1.7 Fungsi Zat : Berfungsi sebagai precusor dalam pembentukan TiO2. : Berfungsi sebagai pelarut TiCl4 pada pembentukan TiO2.  TiCl4  Etanol  Tetrakis(hydroxymethyl)-Phosphonium-Cloride : Berfungsi sebagai zat tahan api.
  • 40. 28   Tetraethoxysilane (TEOS) : Berfungsi sebagai pengikat silang antara zat tahan api dengan serat sehingga memiliki ketahanan yang baik. Titanium Dioksida (TiO2) : Berfungsi sebagai pengisi ruang (filler) sehingga menambah nilai tahan api.  Urea  Air : stabilizer pH pada zat THPC : Sebagai media yang dapat melarutkan zat-zat. 8. Prosedur Percobaan 1. Pembuatan Titanium dioksida 3. 6. 1. Etanol dimasukan ke dalam gelas kimia sebanyak 90 ml. 2. Tambahkan tetes demi tetes sebanyak 10 ml titanium klorida (TiCl4) dan dimasukan ke dalam gelas kimia yang telah berisi larutan etanol. Campuran TiCl4 dengan etanol yaitu (1:9) diaduk secara merata dengan menggunakan alat stirer sehingga larutan menjadi sol-gel berwarna kuning. 4. Kemudian larutan sol-gel diuapkan selama 24 jam dengan suhu 80ºC hingga gel mengering. 5. Larutan gel yang sudah mengering dikalsinasi dalam mesin furnace pada suhu 550ºC selama 2 jam. Larutan TiO2 yang telah dikalsinasi kemudian di haluskan hingga menjadi bubuk TiO2. 3.1.8.2 Penyempurnaan Tahan Api 1. Zat-zat yang dibutuhkan (Tetrakis Hydroxymethyl Phosphonium Cloride (THPC), Tetraethoxysilane, Urea dan TiO2) dimasukkan ke dalam 40 ml air dan diaduk secara merata hingga semua zat larut. 2. Larutan yang sudah di aduk dituangkan ke dalam nampan. 3. Kain yang telah disiapkan dimasukkan ke dalam nampan yang berisi larutan. 4. Bahan di pad sebanyak 1 kali (one dip one nip) dengan WPU 70%. 5. Kain dikeringkan pada mesin stenter dengan suhu 100˚C selama 2 menit. 6. Kemudian kain dilakukan pengerjaan pemanasawetan pada mesin stenter dengan suhu 150 ˚C selama 5 menit. 3.2 Pengujian Pengujian dilakukan pada kain kapas hasil proses penyempurnaan tahan api dengan memvariasikan konsentrasi titanium dioksida pada resep sebagai zat
  • 41. 29 tahan api. Pengujian yang dilakukan antara lain meliputi pengujian FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry), uji tahan api cara vertikal, uji kekuatan tarik cara pita tiras, dan uji ketahanan terhadap pencucian berulang. 1. Pengujian Tahan Api Cara Vertikal Nilai tahan api diketahui pada contoh uji hasil proses penyempurnaan tahan api. Pengujian dilakukan menurut SNI ISO 0989:2011. 1. Alat dan Bahan  Alat uji tahan api vertikal  Bunsen  Kain contoh uji  Stopwatch 2. Prinsip Pengujian Kain contoh uji yang telah dikondisikan dipasang pada alat uji tahan api kemudian dibakar dan diukur berapa lama nyala api pada contoh uji tersebut. Penilaian berdasarkan atas lamanya nyala api membakar kain setelah api di jauhkan, waktu bara, dan panjang arang. 3. Prosedur Pengujian 1. Kain contoh uji disiapkan untuk masing-masing contoh uji arah lusi dan pakan dengan ukuran 32 x 7 cm. 2. Kain contoh uji dipasangkan ke dalam rangka pemegang panjang sedemikian rupa hingga ujung tepi kain sejajar dengan ujung pemegang rangka yang pendek dan jepit dengan menggunakan penjepit 1. 3. Segera dipasangkan contoh uji ke dalam alat uji tahan api vertikal. 4. Pembakaran dengan nyala api dilakukan selama 12 detik, kemudian api dari bunsen dijauhkan dari kain. 5. Waktu pada saat api menyala dihitung setalah 12 detik api dijauhkan. 6. Bara api dihitung setelah api padam dan dihitung pula panjang arangnya. 3.2.1.4 Evaluasi Evaluasi dari pengujian ini adalah dengan menilai besar waktu yang dibutuhkan untuk terus meneruskan nyalai api, waktu bara, dan panjang arang.
  • 42. 30 2. Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui beban maksimum yang dapat ditahan oleh suatu contoh uji hingga kain tersebut terputus. Pengujian kekuatan tarik dan mulur dilakukan menurut SNI 0276:2009. 1. Alat dan Bahan - Mesin penguji kekuatan tarik dan mulur tensolab - Kain hasil percobaan - Gunting 2. Prinsip Pengujian Suatu gaya atau beban yang dibutuhkan untuk menarik contoh uji yang dijepit simetris pada dua buah penjepit dengan bagian panjang searah dengan arah tarikan dan kecepatan yang konstan sehingga contoh uji tersebut putus. 3. Prosedur Pengujian 1. Kain contoh uji dipotong dengan ukuran 20 cm x 3,5 cm untuk arah lusi 2. Kain ditiras arah panjang kain hingga lebar kain menjadi 2,5 cm 3. Mengatur alat uji kekuatan tarik seperti jarak jepit 7,5 cm dan kecepatan penarikan 300 mm/menit. 4. Memastikan penjepit atas maupun bawah kondisinya sejajar dan rata pada saat contoh uji sudah diselipkan 5. Mesin dijalankan dan contoh uji akan mengalami tarikan hingga kain putus 6. Mesin dihentikan saat contoh uji putus dan baca besarnya kekuatan tarik pada skala. 3.2.2.4 Evaluasi Melihat nilai kekuatan tarik dinyatakan dalam satuan kilo gram (kg) semakin tinggi nilai beban kekuatan tarik maka kekuatan tarik kainnya semakin baik. 3.2.3 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) Pengujian FTIR dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dan senyawa yang terkandung pada kain yang sudah di proses penyempurnaan tahan api.
  • 43. 31 1. Prinsip Pengujian Infrared melewati celah ke sampel, dimana celah tersebut berfungsi mengontrol jumlah energi yang disampaikan kepada sampel. Kemudian beberapa infrared diserap oleh sampel dan lainnya ditransmisikan melalui permukaan sampel sehingga sinar infrared lolos ke detektor dan sinyal yang terukur kemudian dikirim ke komputer. 2. Prosedur Pengujian 1. Kabel dihubungkan pada aliran listrik. 2. Perangkat komputer dinyalakan dengan dengan menekan tombol On dan menekan tombol On pada komputer. 3. Log on ke icon IR-solution, kemudian mengatur bilangan gelombang dari 400- 4500 cm2 dan mengatur resolution ke angka 4.0 kemudian menuliskan number of scan 40. 4. Klik measurment kemudian klik intialize lalu ditunggu sampai alat dalam keadaan siap yang ditandai dengan indikator menyala warna hijau pada icon lampu FTIR, interferometer dan detektor. 5. Sebelum running sampel dilakukan terlebih dahulu scan blank. 6. Sampel yang akan di scan disiapkan dengan memasukkan sampel pada plat. 7. Dilakukan scan dengan menekan icon measurment 1 --> baseline --> multipoint. 8. Melakukan smoothing dengan memilih pilihan angka mulai dari 5 sampai 12. 9. Pada puncak spektrum diberi peak dengan menekan manipulation 1 kemudian menekan peaktable, dilakukan secukupnya hingga mencapai number of point 12. 10. Jika diperlukan hasil spectrum di print atau disimpan dalam PC, diberi nama pada file nya, kemudian disimpan pada drive D. 11. Jika sudah selesai, alat dimatikan dengan cara menekan shutdown, kemudian ditutup kembali beam nya agar tidak terkena debu. 12. Kabel dicabut dari sumber listrik. 3.2.3.3 Evaluasi Melihat puncak spektrum untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada serat kapas.
  • 44. 32 4. Uji Ketahanan Cuci Berulang Pengujian dilakukan untuk melihat durability zat tahan api yang digunakan pada proses penyempurnaan tahan api dengan cara dilakukan pencucian menggunakan sabun netral tidak mengandung optical brighter dengan suhu dan waktu tertentu. Pengujian tahan api pada kondisi awal dan setelah pencucian berulang dilakukan menurut SNI 08-1512:1989. 1. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan untuk pengujian ketahanan cuci berulang adalah sebagai berikut : 1. Alat - Mesin Launder-O-meter dilengkapi penangas air dengan thermostat (ketelitian ± 2°C), tabung baja tahan karat, frekuensi putaran tabung 40 ± 2 putaran per menit. - Kelereng baja tahan karat dengan diameter ± 6 mm - Neraca analitik dengan ketelitian 0,1 gram. 2. Bahan - Kain contoh uji dengan ukuran 7 x 32 cm. - Larutan sabun netral tidak mengandung optical brighter. 2. Prinsip Pengujian Kain contoh uji dilakukan pencucian berulang dengan menggunakan larutan sabun netral tidak mengandung optical brighter pada waktu tertentu dan suhu yang telah ditentukan. 3. Prosedur Pengujian Prosedur pengujian terhadap ketahanan luntur warna terhadap pencucian adalah sebagai berikut : - Kain contoh uji dengan ukuran 7 x 32 cm. - Larutan pencuci disiapkan dengan cara melarutan 4 g/L sabun kedalam air suling sebanyak 1000ml. Larutan sabun tersebut dimasukan kedalam tabung tahan karat, kemudian dimasukkan contoh uji dan 10 buah kelereng baja dimasukan setelah itu tutup tabung dengan rapat. Kondisi proses diatur pada suhu 40°C ± 2°C.
  • 45. - Tabung tersebut diletakan pada Mesin Launder O meter dan lalu mengatur kondisi proses selama 40°C x 30 menit untuk 1x pencucian berulang dan 45 menit untuk 5x pencucian berulang. - Setelah pencucian berakhir, Mesin dihentikan dan mengangkat contoh uji kemudian diperas. - Contoh uji dicuci dengan air pada suhu 25°C ± 2°C selama 1 menit. - Contoh uji diperas pada mesin cuci untuk mengurangi kandungan air didalam bahan. - Contoh uji dikeringkan 3.2.4.4 Evaluasi Evaluasi yang dilakukan dengan cara uji bakar dan FTIR kembali. 3. Data Hasil Pengujian Data hasil pengujian tahan api vertikal, FTIR, uji kekuatan tarik cara pita tiras, dan uji ketahanan cuci berulang dapat dilihat di bawah ini. 1. Hasil Uji Ketahanan Api Hasil pengujian ketahanan nyala api cara vertikal arah pakan terhadap kain kapas dan kain poliester yang diproses dengan menggunakan variasi TiO2 pada setiap pengujian ditunjukkan pada Tabel 3.1 di bawah ini dan Tabel 3.2 di halaman 35. Tabel 3.1 Hasil pengujian rata-rata waktu tahan api kain kapas Konsentrasi TiO2 Waktu Nyala Waktu Bara Panjang Arang Blanko 6 detik - - 0 % 0 detik 0 detik 14 𝑐𝑚 + 11 𝑐𝑚 2 = 12,5 𝑐𝑚 0% 1 kali pencucian 0 detik 0 detik 19,6 cm 0% 5 kali pencucian 7,96 detik - - 3 % 0 detik 0 detik 9,8 𝑐𝑚 + 13 𝑐𝑚 2 = 11,4 𝑐𝑚 3% 1 kali pencucian 0 detik 0 detik 19 cm 33
  • 46. Tabel 3.2 Hasil pengujian rata-rata waktu tahan api kain kapas (Lanjutan) Konsentrasi TiO2 Waktu Nyala Waktu Bara Panjang Arang 3% 5 kali pencucian 10,90 detik - - 6 % 0 detik 0 detik 11,5 𝑐𝑚 + 9 𝑐𝑚 2 = 10,25 𝑐𝑚 6% 1 kali pencucian 0 detik 0 detik 18 cm 9% 1 kali pencucian 0 detik 0 detik 18,5 cm 9% 5 kali pencucian 10,84 detik - - 3.3.5 Hasil Uji Kekuatan Tarik Kain Kapas Hasil pengujian kekuatan tarik kain kapas yang diproses dengan menggunakan variasi TiO2 ditunjukkan pada Tabel 3.2 di bawah ini. Tabel 3.2 Hasil pengujian kekuatan tarik kain kapas 34 Konsesntrasi TiO2 Nilai Kekuatan Tarik (kg) Blanko 36,266 kg 0% 20,980 kg 3% 23,099 kg 6% 19,388 kg 9% 20,728 kg 3.3.1 Hasil Pengujian FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) Data hasil pengujian FTIR untuk mengetahui gugus fungsi dan senyawa yang terkandung pada kain kapas yang telah dilakukan proses penyempurnaan tahan api dengan menggunakan variasi TiO2 dapat dilihat pada halaman 35.
  • 47. Gambar 3.2 Hasil pengujian FTIR konsentrasi TiO2 0% 35
  • 48. Gambar 3.3 Hasil pengujian FTIR konsentrasi TiO2 3% 36
  • 49. Gambar 3.4 Hasil pengujian FTIR konsentrasi TiO2 6% 37
  • 50. Gambar 3.5 Hasil pengujian FTIR konsentrasi TiO2 9% 38
  • 51. 39 BAB IV DISKUSI 4.1 Hasil Uji FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrofotometry) Fourier Transform Infrared Spectrofotometry (FTIR) adalah teknik yang dapat menandai struktur kimia terhadap permukaan suatu substrat (Chin-kuen Poon,dkk 2014). Hasil pengujian gugus fungsi pada kain kapas, yang disajikan pada Gambar 3.2 di halaman 35 menunjukkan puncak-puncak khas pada molekul selulosa, di antaranya adalah regangan OH pada 3294,42 cm-1, regangan CH pada 2912,51 cm-1, tekukan CH2 pada 1319,31 cm-1, jembatan C-O-C non-simetris pada 1153,43 cm-1, regangan CO 1018,41 cm-1, regangan non-symmetric out-of-phasering pada 896,90 cm-1, tekukan fasa luar dari OH pada 655,80 cm-1 , dan molekul air yang terserap pada 1643,35 cm-1(Chin-kuen Poon,dkk, 2014). Menurut jurnal yang dibuat oleh Y. L. Lam, dkk (2011), ketika kain kapas dilakukan proses penyempurnaan tahan api maka terdapat beberapa puncak karakteristik baru yang ditemukan seperti gugus karbonil, tekukan CH2, CH3 asymmetric, dan regangan CH2 symmetric. Pada hasil pengujian gugus fungsi kain kapas yang dilakukan penyempurnaan tahan api dengan penambahan TiO2 9%, yang disajikan pada Gambar 3.5 pada halaman 38 menunjukkan bahwa puncak yang jauh lebih kuat diamati pada 1660,71 cm-1. Puncak ini didominasi oleh peregangan CO pada gugus amida yang terdapat pada struktur flameretardant bukan molekul air yang diserap oleh kain. Gugus amida non-cyclic secondary (OC-NH-C) tidak hanya memiliki peregangan CO 1660,71 cm-1, tetapi terdapat puncak kuat lain dalam spektrum IR yaitu pada 1539 cm-1 yang termasuk kedalam peregangan CNH (Chin-kuen Poon,dkk 2014). Selanjutnya, untuk puncak yang berpusat pada 894,97 cm-1, disumbangkan oleh tekukan CH2 untuk P-CH2. Tekukan CH2 adalah karakteristik yang sedang-kuat yang terdapat pada struktur phosphonate yang memiliki ikatan P-CH2-R (Chin- kuen Poon,dkk, 2014). Namun, karakteristik ikatan fosfor (PO) yang terjadi pada 1320-1140 cm-1 sulit untuk diidentifikasi sebagai akibat dari tumpang tindih dengan puncak serapan karakteristik perubahan bentuk OH primer dan sekunder pada kapas (Y. L. Lam, dkk, 2011). Spektrum sampel lain seperti konsentrasi 0%, 3%, dan 6% TiO2 yang dilakukan mirip satu sama lain. Dari bukti yang diperoleh dari pengujian FTIR, dapat menunjukkan bahwa kombinasi zat THPC-Urea yang disertai dengan zat pengikat silang (TEOS), dan TiO2 berhasil digabungkan pada permukaan selulosa.
  • 52. Gambar 4.1 Waktu Nyala Api Kain Kapas Proses Penyempurnaan Tahan Api Berdasarkan hasil pengujian nilai tahan api kain kapas dengan variasi TiO2 0%, 3%, 6%, dan 9% dari data Tabel 3.1 pada halaman 34 dapat dilihat grafik nilai waktu nyala api pada gambar 4.1 di atas. Hasil pengujian menunjukkan bahwa zat tahan api yang digunakan yaitu kombinasi antara THPC-Urea, TEOS, dan ditambahkan TiO2 dapat memadamkan api dengan sendirinya sehingga kain 7.96 10.9 10.84 8 6 4 2 0 10 12 4.2 Hasil Uji Tahan Api Penyempurnaan tahan api adalah proses memperbaiki sifat kain dengan cara menambahkan zat tahan api sehingga menghasilkan sifat tahan api pada kain menjadi lebih baik. Flame retardant adalah istilah yang digunakan untuk menerangkan sifat tidak mudah terbakar pada kain sehingga pembakaran berlangsung secara lambat dan api akan mati bila sumber nyala api ditiadakan (N. M Susyami, 2005). Menurut A.R.Horrocks, 2000, selulosa memiliki nilai LOI 18.4 dan memiliki suhu pembakaran (43 kcal/g). Nilai Tc 350-420ºC mengidikasikan relatif lebih mudah terbakar, akibatnya kapas akan terbakar bebas jika terkena suatu nyala api. Maka dari itu jika kain kapas yang telah ditambahkan zat tahan api, tidak meneruskan pembakaran setelah dibakar selama 12 detik dapat dikatakan bahwa kain tersebut memiliki ketahanan terhadap pembakaran. Setelah dilakukan pengujian tahan api secara vertikal pada kain kapas yang telah ditambahkan kombinasi zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2 didapat nilai waktu nyala api dalam bentuk grafik terdapat pada Gambar 4.1 halaman 41. 14 12 blanko 0% 6% 9% Waktu Nyala Api (detik) 3% Konsentrasi TiO2 Tanpa Cuci Cuci 1x Cuci 5x 40
  • 53. 41 kapas tidak terbakar, hal ini dinyatakan bahwa waktu nyala api yaitu 0 detik, berbeda dengan kain kapas blanko yang tidak dilakukan proses penyempurnaan tahan api terbakar seluruhnya dengan waktu nyala api yaitu 6 detik. Hal ini mengidentifikasi bahwa kain kapas yang telah ditambahkan zat tahan api memiliki ketahanan terhadap pembakaran. Melihat perbedaan pengaruh konsentrasi TiO2 pada sifat tahan api yang dilakukan pada kain kapas, dikarenakan nilai waktu nyala api yaitu 0 detik maka dilakukan pengujian panjang arang pada setiap sampel kain yang ditambahkan kombinasi antara zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2. Dilihat pada grafik 4.2 Halaman 42, sampel TiO2 dengan variasi 0% memiliki nilai panjang arang yaitu 12,5 cm, untuk sampel TiO2 dengan variasi 3% memiliki nilai panjang arang yaitu 11,4 cm, untuk sampel TiO2 dengan variasi 6% memiliki nilai panjang arang yaitu 10,25 cm, dan untuk sampel TiO2 denga variasi 9% memiliki nilai panjang arang yaitu 9,8 cm. Menurut (Zongyue Yang, dkk, 2012) dalam jurnalnya mengatakan bahwa semakin kecil panjang arang maka semakin baik nilai ketahanan api pada sampel. Dari hasil tersebut menujukan bahwa semakin banyak konsentrasi TiO2 maka semakin baik ketahanan api pada sampel, hal ini dikarenakan TiO2 memiliki unsur oksida logam yang akan menambah ketahanan kain kapas terhadap pembakaran semakin baik. Unsur oksida logam tersebut mengisi di ruang-ruang kosong (filler) pada kain kapas yang tidak terisi oleh zat THPC-Urea sebagai zat tahan api, sehingga dengan semakin banyaknya ditambahkannya TiO2 maka menambah ketahanan kain kapas terhadap pembakaran semakin baik. Mekanisme terjadinya proses pembakaran seperti gambar 2.4, pada saat serat terkena panas, suhu serat meningkat sampai suhu pirolisis (Tp) tercapai. Pada titik ini gas yang mudah terbakar bereaksi dengan oksigen menyebabkan proses pembakaran terjadi, yang merupakan serangkaian reaksi radikal bebas fase gas. Reaksi ini sangat eksotermik dan mengasilkan panas dan cahaya yang besar. Untuk mempengaruhi reaksi eksotermik maka senyawa fosfor yang terdapat pada zat tahan api yaitu THPC-Urea menghasilkan asam fosfat melalui dekomposisi panas melalui reaksi endotermik yang kuat dan ikatan silang dengan polimer yang mengandung gugus hidroksil akan mengubah pirolisa menjadi bahan yang kurang mudah terbakar. Penambahan TiO2 sebagai zat tahan api karena unsur oksida logam yang mengisi ruang-ruang kosong (filler) pada kain kapas yang tidak terisi oleh zat THPC-Urea juga dapat mendekomposisi panas melalui reaksi endotermik yang kuat. Jika panas yang cukup dapat diserap melalui reaksi ini, suhu pirolisis
  • 54. Gambar 4.2 Panjang arang 4.3 Hasil Uji Cuci Berulang Penyempurnaan tahan api dengan menggunakan kombinasi zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2 pada kain kapas dilakukan pencucian berulang untuk melihat ketahanan zat tersebut selama dilakukan pencucian berulang. Pencucian berulang yang dilakukan yaitu 1 kali dan 5 kali. Setelah dilakukan pencucian berulang 1 kali, kemudian dilakukan pengujian tahan api cara vertical, sampel uji yang ditambahkan kombinasi zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2 dengan variasi 0%, 3%, 6%, dan 9% dapat dilihat pada Gambar 4.1 Halaman 40. Berdasarkan hasil pengujian nilai tahan api kain kapas dengan variasi TiO2 0%, 3%, 6%, dan 9% dari data Tabel 3.1 pada halaman 34 dapat dilihat grafik nilai waktu nyala api pada gambar 4.1 halaman 40. Hasil pengujian menunjukkan bahwa zat tahan api yang digunakan yaitu kombinasi antara THPC-Urea, TEOS, dan ditambahkan TiO2 dapat memadamkan api dengan sendirinya sehingga kain kapas tidak terbakar, hal ini dinyatakan bahwa waktu nyala api yaitu 0 detik. Hal ini mengidentifikasi bahwa kain kapas yang telah ditambahkan zat tahan api setelah dilakukan pencucian berulang sebanyak 1 kali masih memiliki ketahanan terhadap pembakaran. Melihat perbedaan pengaruh konsentrasi TiO2 terhadap sifat tahan 12.5 11.4 10.25 9.8 19.6 19 18 18.5 10 5 0 0 15 20 dari serat tidak akan tercapai dan tidak akan ada ruang untuk pembakaran dan ketika pembakaran terjadi akan membentuk lapisan karbon di area pembakaran. Karbon inilah yang berfungsi sebagai penahan api untuk mengikat oksigen sehingga substrat serat yang berada di area pembakaran tidak akan meneruskan pembakaran. 25 blanko 0% 6% 9% Panjang Arang (cm) 3% Konsentrasi TiO2 Tanpa Cuci Cuci 1x Cuci 5x 42
  • 55. 43 api yang dilakukan pada kain kapas, dikarenakan nilai waktu nyala api yaitu 0 detik maka dilakukan pengujian panjang arang pada setiap sampel kain yang ditambahkan kombinasi antara zat THPC-Urea, TEOS, dan TiO2. Dilihat pada grafik 4.2 Halaman 42, sampel TiO2 dengan variasi 0% memiliki nilai panjang arang yaitu 19,6 cm, untuk sampel TiO2 dengan variasi 3% memiliki nilai panjang arang yaitu 19 cm, untuk sampel TiO2 dengan variasi 6% memiliki nilai panjang arang yaitu 18 cm, dan untuk sampel TiO2 denga variasi 9% memiliki nilai panjang arang yaitu 18,5 cm. Menurut (Zongyue Yang, dkk, 2012) semakin kecil panjang arang maka semakin baik nilai ketahanan api pada sampel. Dari hasil tersebut menujukan bahwa TiO2 memiliki sifat tahan api yang dapat menahan laju pembakaran. Hal ini dikarenakan TiO2 memiliki unsur oksida logam yang akan menambah ketahanan kain kapas terhadap pembakaran semakin baik. Unsur oksida logam tersebut mengisi di ruang-ruang kosong (filler) pada kain kapas yang tidak terisi oleh zat THPC-Urea sebagai zat tahan api, sehingga dengan semakin banyaknya ditambahkannya TiO2 maka menambah ketahanan kain kapas terhadap pembakaran semakin baik. Sampel yang dilakukan proses penyempurnaan tahan api juga dilakukan pencucian berulang sebanyak 5 kali. Berdasarkan hasil pengujian nilai tahan api kain kapas dengan variasi TiO2 0%, 3%, 6%, dan 9% dari data Tabel 3.1 pada halaman 34 dapat dilihat grafik nilai waktu nyala api pada gambar 4.1 halaman 40 menunjukan bahwa sampel uji pada variasi 0%, 3%, 6%, dan 9% terbakar seluruhnya. Hal ini mengidentifikasi bahwa zat tahan api yang terdapat pada kain kapas tidak dapat menghentikan laju pembakaran, dikarenakan zat pengikat silang yang digunakan yaitu TEOS tidak kuat untuk mengikat silang zat tahan api dengan kain kapas pada saat dilakukan pencucian berulang sebanyak 5x. Walaupun terbakar seluruhnya TiO2 yang ditambahkan masih memiliki peranan sebagai zat tahan api, hal ini dapat dilihat pada gambar 4.1 halaman 40 bagian pencucian berulang sebanyak 5 kali, zat TiO2 yang ditambahkan sebanyak 3% memiliki nilai waktu nyala api yaitu 10,2 detik, untuk penambahan TiO2 sebanyak 6% memiliki nilai waktu nyala api yaitu 12 detik, sedangkan penambahan TiO2 sebanyak 9% memiliki nilai waktu nyala api yaitu 10,84 detik, ketiga nilai tersebut lebih besar dibandingkan dengan zat tahan api yang tidak ditambahkan TiO2 hanya memiliki nilai nyala api 7,96 detik ataupun dengan sampel kain kapas blanko yang hanya memiliki nilai nyala api 6 detik. Hal ini membuktikan bahwa zat TiO2 yang memiliki oksida logam dapat menahan laju pembakaran.
  • 56. 44 4.4 Hasil Uji Kekuatan Tarik Cara Pita Tiras Kekuatan tarik dilakukan untuk mengetahui beban maksimum yang dapat ditahan oleh suatu contoh uji hingga kain tersebut terputus (SNI 7610:2010). menurut SNI 7610:2010 Kekuatan tarik diukur dalam satuan Kg. Pengujian kekuatan tarik setelah dilakukan proses penyempurnaan untuk melihat penurunan kekuatan tarik yang terjadi karena pengerjaan dalam suasana asam dan suhu tinggi. Menurut P. Soeprijono, dkk (1973) dalam buku serat-serat tekstil mengatakan bahwa kekuatan tarik serat kapas akan menurun apabila dikerjakan dalam suasan asam dan suhu tinggi. Berdasarkan hasil uji kekuatan tarik cara pita tiras pada Tabel 3.2 di halaman 34 diperoleh hasil kekuatan tarik kain kapas arah lusi yang sangat menurun dengan ditambahkan THPC pada zat tahan api yang digunakan. Pada proses penyempurnaan tahan api, zat tahan api akan melepas asam dan membantu pembentukan senyawa fosfor menjadi asam fosfat, hal tersebut tentunya akan berpengaruh pada kekuatan serat yang digunakan karena pH larutan semakin asam. Dilihat dari sifat kapas pada kondisi asam dan suhu tinggi serat kapas akan terhidrolisis seperti halnya reaksi hidroselulosa yang dijelaskan oleh Rasyid Djufri, dkk, pada gambar 2.3 halaman 11. Reaksi hidroselulosa yang terjadi asam kuat akan menghidrolisa selulosa yang mengambil tempat pada jembatan oksigen penghubung sehingga terjadi pemutusan rantai molekul selulosa (hidroselulosa). Rantai molekul pada serat kapas akan menjadi lebih pendek dan menyebabkan penurunan kekuatan pada serat kapas. Berdasarkan standar uji nilai kekuatan tarik kain tenun untuk kemeja (SNI 0052:2008) yaitu nilai minimum kekuatan tariknya adalah 11,0 kg, hasil nilai pengujian kekuatan tarik kain contoh uji yang dilakukan proses penyempurnaan tahan api dengan konsentrasi 0% TiO2 memiliki nilai yaitu 20,980 kg, untuk konsentrasi 3% memiliki nilai kekuatan tarik yaitu 23,099 kg, untuk konsentrasi 6% memiliki kekuatan tarik yaitu 19,388 kg, dan untuk konsentrasi 9% memiliki kekuatan tarik yaitu 20,729 kg. Dilihat dari hasil tersebut dapat dikatakan bahwa kain contoh uji pada penelitian ini memenuhi standar untuk kain tenun kemeja.
  • 57. 45 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil percobaan dan pengujian yang telah dilakukan pada proses penyempurnaan tahan api dengan memvariasikan penggunaan TiO2 terhadap sifat tahan api pada kain kapas dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. 2. TiO2 hasil sintesis berpengaruh pada ketahanan kapas terhadap pembakaran. Zat tahan api yang digunakan yaitu kombinasi THPC-Urea dan TiO2 memiliki ketahanan terhadap pencucian berulang sampai 5 kali. 5.2 Saran Sebagai upaya peningkatan hasil yang lebih baik dalam percobaan ini disarankan untuk dilakukan penelitian lanjutan untuk melihat ketahanan zat pengikat silang yaitu TEOS pada saat dilakukan cuci berulang.
  • 58. 46 DAFTAR PUSTAKA 1. A.R Horrock, dkk (2000), Handbook Of Technical Textiles, The Textile Institute, USA. 2. Billie J.Collier, Martin Bide, Phyllis G Tortora (2009), Understanding Textiles, London. Volume 7. 3. Chien-Kuen Poon, Chi-Wai Kan (2014), Effect of TiO2 and Curing Temperatures on Flame Retardant Finishing of Cotton: Carbohydrate Polymers, The Hong Kong Polytechnic University, China. 4. C.M. CARR (1995), Chemistry of the Textiles Industry, Blackie Academic & Professional, Inggris. 5. Edward A Dalton (2009), Durable Flame Retardant and Antimicrobial Nano- Finishing, Raleigh, North Carolina. 6. Hari Sutrisno (2009), Tinjauan Mikrostruktur Kereaktifan Anatas dan Rutil Sebagai Material Superfotohidrofil Permukaan, Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta. 7. Lewin & Sello, Handbook of Fiber Science and Technology: Vol II. Chemical Processing of Fibers and Fabrics. Functional Finishes. Part B, 1983. 8. Noerati, dkk (2013), Teknologi Tekstil, STTT, Bandung. 9. N.M. Susyami, dkk (2005), Teknologi Penyempurnaan Kimia, STTT, Bandung. 10. P. Soeprijono, dkk (1973), Serat-serat Tekstil, Institut Teknologi Tekstil, Bandung. 11.Rahmat Triandi Tjahjanto, dkk (2001), Preparasi Lapisan Tipis TiO2 sebagai Fotokatalis Keterkaitan antara Ketebalan dan Aktivitas Fotokatalisis. Jurnal penelitian Universitas Indonesia, Depok. 12. Rasyid Djufri, dkk, (1976) Teknologi Pengelantangan, Pencelupan, dan Pencapan, STTT, Bandung. 13. SNI ISO 0989:2011, pengujian tahan api, Badan Standarisasi Nasional (BSN). 14. SNI ISO 0276:2009, pengujian kekuatan tarik dan mulur, Badan Standarisasi Nasional (BSN). 15. SNI ISO 08-1512:1989, cara uji tahan api, Badan Standarisasi Nasional (BSN). 16.Susanti S, (2012), Preparasi TiO2-anatas tersensitifkan nanopartikel perak (TiO2a@Ag) untuk fotodegradasi metilen biru, UNY, Yogyakarta. 17. Trotman (1984), Dyeing and Chemical Technology of textile Fibres, New York: A Wiley Interscience Pulication. 18. W.D. Schindler, P.J Hauser (2004), Chemical Finishing of Textile, Boca Raton, USA. 19. Y. L. Lam, dkk (2011), Effect of Titanium Dioxide on the Flame-Retardant Finishing of Cotton Fabric, Hong Kong Polytechnic University, China. 20.Yongfa Zhu, dkk (2000), The Synthetic of Nanosized TiO2 Powder Using a Sol- gel Method with TiCl4 as a Precursor; Departement of Chemistry, Tsinghua University, Beijing, China. 21. Yusniar Siregar, dkk, (2011) Kain Rajut Kapas Dengan Sisipan Benang Karbon Untuk Keperluan Tekstil Teknik Tahan Api, Balai Besar Tekstil, Bandung. 22. Zongyue Yang, dkk (2012) A durable flame retardant for cellulosic fabrics, Hong Kong Polytechnic University, China.
  • 59. 47 LAMPIRAN Lampiran 1. Hasil uji bakar kain kapas dan kain poliester 1. Hasil uji bakar kain kapas Variasi Konsentra si TiO2 Kain Kapas SAMPEL 1 SAMPEL 2 Blanko
  • 66. Lampiran 2. Hasil uji FTIR Gambar Hasil Pengujian FTIR kain kapas dengan variasi TiO2 0% 54 1. 2. Gambar Hasil pengujian FTIR kain kapas dengan variasi TiO2 3%
  • 67. 3. Gambar Hasil pengujian FTIR kain kapas dengan variasi TiO2 6% 4. Gambar Hasil pengujian FTIR kain kapas dengan variasi TiO2 9% 55
  • 68. 5. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas dengan variasi TiO2 0% 6. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 5 kali pencucian kain kapas dengan variasi TiO2 0% 56
  • 69. 7. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas dengan variasi TiO2 3% 8. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 5 kali pencucian kain kapas dengan variasi TiO2 3% 57
  • 70. 9. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas dengan variasi TiO2 6% 58 10. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 5 kali pencucian kain kapas dengan variasi TiO2 6% 11. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas dengan variasi TiO2 9% 12. Gambar Hasil pengujian FTIR Durabillity 1 kali pencucian kain kapas dengan variasi TiO2 9 %
  • 71. 59