2. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 2
I. MAKSUD DAN TUJUAN
Maksud : Memberikan warna pada kain nilon dengan zat warna asam menggunakan dengan
memvariasikan resep pencelupan untuk mendapatkan hasil celupan yang rata, tahan
luntur yang baik dan bersifat permanent.
Tujuan : Membandingkan hasil pencelupan dengan berbagai variasi celupan sehingga diperoleh
hasil celupan yang paling baik.
II. TEORI DASAR
A. NILON (Nilon “66”)
Nilon yang dibuat dari asam adipat COOH(CH2)4COOH dengan heksametilena diamina
H2N(CH2)6NH2 disebut nilon 66, sebab asam dan diaminanya masing-masing mempunyai 6 atom
karbon. Nilon sejenis dapat dibbuat pula, misalnya heksametilena diamina dengan asam sebasat
HOOC(CH2)8COOH yang dikenal dengan nilon 610.
Poliamida (nilon) lain yang dikenal sebagai nilon 6 dibuat dari kaprolaktan
Sejenis dengan nilon 6 dikenal dengan nilon 7 dan nilon 11. selain poliamida alifatik, akhir-akhir
ini diproduksi pula poliamida aromatic yang terutama mempunyai sifat lebih tahan panas
disbanding poliamida biasa.
Serat nilon dibuat dengan tujuan yang berbeda. Nilon untuk kepeluan industri mempunyai
kekuatan yang sangat tnggi dengan mulur yang kecil, sedang yang situnjukan pakaian mempunyai
kekutan yang lebih rendah sedang mulur yang lebih tinggi.
a. kekuatan dan mulur
Bergantung pada jenisnya nilon mempunyai kekutan dan mulur berkisar dari 8,8 gram per
denier dan 18 % sampai 4,3 gram per denier dan 45 %. Kekutan besahnya 80-90 % kekutan
kering.
b. Tahan gosokan dan tekukan
Nilon mempunyai tahan tekukan dan gosokan yang tinggi. Tahan gosokan nilon ± 4 – 5 kali
tahan gosokan wol.
c. Elastisitas
Nilon selain mempunyai mulur tinggi (22 %), juga mempunyai elastisitas yang tinggi.. pada
penarikan 8 % nilon elastisitas 100 %, dan pada penarikan sampai 16 %, nilon masih
mempunyai elastisitas 91 %.
d. Berat jenis
Berat jenis nilon 1,14.
e. Titik leleh
Nilon meleleh pada suhu 263 0
C dalam atmosfir nitrogen, dan diudara meleleh pada suhu
250 0
C. Oleh karena itu titik lelehnya tidak begitu tinggi apabila suhu seterika terlalu tinggi,
seratnya akan menempel. Apabila suhu seterika lebih dari 180 0
C serat nilon mulai lengket
dan apabila lebih dari 230 0
C serat nilon akan rusak. Nilon dalam pemanasan di udara pada
CH2-CH2-CH2-CH2-CH2
OC NH
3. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 3
suhu 150 0
C selama 5 jam akan merubah kekuning-kuningan, tapi masih agak lebih baik
dibandingkan dengan wol dan sutera. Apabila dibakar nilon akan meleleh dan tidak
membantu pembakaran.
f. Sifat Kimia
Nilon tahan tehadap pelarut-pelarut dalam pencucian kering. Nilon tahan terhadap asam-
asam encer, tapi dengan asam klorida peat mendidih selama bebarapa jam, aka terurai
menjadi asam adipat dan heksametilena diamonium hidroksida.
Nilon sangat tahan tehadap basa. Pengerjaan dengan laritan NaOH 10 % pada suhu 85 0
C
selama 10 jam hanya mengurangi kekuatan nilon sebanyak 5 %. Pelarut-pelarut yang biasa
untuk melarutkan nilon adalah asam formiat,kresol dan fenol.
g. Sifat biologi
Nilon tahan terhadap serangan jamur, bakteri dan serangga.
h. Moisture Regain
pada kondisi standard (HH 65 % dan suhu 21 0
C) moisture regain nilon 4,2 %.
i. Kilau
Sebelum penarikan nilon suram, tapi setelah penarikan seratnya berkilau dan cerah. Apabila
diinginkan serat yuang agak suram kedalam campuran polimerisasinya ditambahkan
titanium dioksida.
j. Pengaruh sinar
Nilon seperti serat tekstil lainnya akan terdegradai oleh pengaruh sianr tapi ketahanannya
masih jauh baik disbanding sutera. Dalam penyinaran selama lebih dari 16 minggu,
suteraberkurang kekuatannya 85 %, nion biasa 23 %, nilon agak suram 50 % dan kapas hanya
18 %.
k. Sifat listrik
nilon merupakan isolator yang baik, sehingga dapat menimbulkan listrik static.
Nilon dapat dicelup dengan zat warna yang dapat mencelup wol dan sutera seperti zat warna asam
dan kompleks logam. Zat warna basa juga dapat dipergunkan untu mencelup nilon tapi tahan luntur
warnanya terhadap sinar dan pencuciannya jelek. Sedangkan zat warna direk, belerang dan bejana
afinitasnya terhadap nilon kecil. Selain itu nilon dapat dicelup dengan baik mempergunakan zat warna
disperse maupun disperse reaktif.
B. Zat Warna Asam
Zat warna asam adalah zat warna yang pada proses pencelupannya mempergunakan asam untuk
membantu penyerapan zat warna, atau zat warna yang merupakan garam natrium asam-asam
organik dimana anionnya merupakan komponen yang berwarna.
Zat warna asam mempunyai afinitas terhadap serat protein dan poliamida misalnya wol dan nylon.
Beberapa zat warna asam akan mencelup juga serat-serat selulosa karena bentuk dan dasar
molekulnya hampir serupa.
Struktur kimia zat warna asam
Struktur kimia zat warna asam menyerupai zat warna direk, merupakan senyawa yang mengandung
gugusan-gugusan sulfonat atau karboksilat, sebagai gugus pelarut.
4. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 4
Menurut kimiawinya zat warna asam dapat digolongkan sebagai berikut :
.Golongan 1
Yakni zat warna asam derivat trifenilmetan misalnya Xylene Blue VS ( C.I. Acid Blue )
.Golongan 2
Yakni zat warna asam derivat Xanten misalnya Lissamine Rhodamine B ( C.I. Acid Red 52 )
.Golongan 3
Yakni zat warna asam yang merupakan senyawa-senyawa nitroaromatik, misalnya Naphtol Yellow
1 ( C.I. Acid Yellow 1 )
.Golongan 4
Yakni zat warna asam yang merupakan senyawa-senyawa Azo misalnya Azo-Garanine 2G ( C.I.
Acid Red 1 )
CNaO3S
SO3Na
+
N(C2H5)2
N(C2H5)2
O
+
N (C2H5)2C
(C2H5)2 N
SO3Na
SO3Na
ONa
NO2
NaO3S
NO2
NH.CO.CH3CH
SO3NaSO3Na
N=N
5. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 5
.Golongan 5
Yakni zat warna asam yang mempunyai inti pirazplon, misalnya Tartrazine
.Golongan 6
Yakni zat warna asam derivat antrakwinon, misalnya Solvay Blue B ( C.I. Acid Blue 45 )
Menurut cara pemakaiannya zat warna asam dapat digolongkan sebagai berikut :
.Golongan 1 ( LEVELLING )
Yakni zat warna asam yang memerlukan asam kuat dalam pencelupannya misalnya dengan asam
formiat atau asam sulfat agar pH larutan celup dapat mencapai 3,5 - 4,5 sehingga penyarapan zat
warna lebih besar. Zat warna golongan ini sering disebut zat warna asam terdispersi molekuler
atau zat warna asam celupan rata, yang pada umumnya mempunyai ketahanan sinar yang baik
tetapi ketahanan cucinya kurang.
.Golongan 2 (SUPER MILING )
Yakni zat warna asam yang memerlukan asam lemah dalam pencelupannya, misalnya asam
asetat, untuk memperoleh pH antara 5,2 – 6,2. Penambahan elektrolit kedalam larutan celup
akan memperbesar penyerapan hingga sukar memperoleh celupan rata. Zat warna ini mempunyai
sifat lebih mudah membentuk larutan koloidal.
.Golongan 3 ( MILLING )
Yakni zat warna asam yang tidak memerlukan panambahan asam dalam pencelupannya. Pada
temperatur rendah zat warna ini terdispersi koloidal, meskipun pada temperatur mendidih akan
terdispersi molekuler.
Zat warna ini sering disebut zat warna asam milling, zat warna asam celupan netral atau zat
warna asam berkatahanan baik
III. PRAKTIKUM
1. Alat dan Bahan
Beaker 500 ml & pengaduk kaca
Termometer
Pipet volume 1 ml & 10 ml
Gelas ukur 100 ml
Gelas piala 100 ml
Timbangan digital
Bunsen, kaki tiga, kasa
Kain Poliamida
C
NC
N=N SO3NaHO. C
N=NNaO3S
COOH
NH2O
NH2 O OH
NaO3S
SO3Na
6. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 6
2. Diagram alir praktek
3. Resep
a. Heat Setting
180 o
C ; 1 menit
b. Proses Pencelupan
Zat yang dipakai Resep 1 Resep 2 Resep 3 Resep 4
ZW asam (%)
(Super Milling)
1 1 2 2
Asam asetat 30% (ml/L) 2 3 3 4
Perata anionik (ml/L) 1 1 1 2
Vlot 1 : 30
Suhu ; Waktu 90 0
C ; 20 menit
c. Pencucian Sabun
* Sabun : 1 ml/L
* Na2CO3 : 0,5 g/L
* Vlot 1 : 20
* 80 o
C ; 10 menit
4. Fungsi Zat
ZW asam : untuk mewarnai bahan
CH3COOH : memberi suasana asam pada proses pencelupan.
Perata : untuk menghambat penyerapan zat warna agar pendistribusiannya menjadi
rata.
Sabun : untuk menghilangkan zat warna yang menempel pada permukaan serat
sehingga daya tahan luntur hasil pencelupan tinggi.
Na2CO3 : beri suasana alkali pada proses pencucian
Poliamida bersih
Heat setting (180 0
C ; 1 ‘)
Pencelupan Exhaust
Pencucian
Pengeringan
Evaluasi
7. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 7
5. Perhitungan resep
Proses Pencelupan
RESEP 1
Berat bahan = 3,03 g
ZW asam = 1 % x 3,03 g = 0,0303 g
(diencerkan 1 g dalam 100 ml) dipipet 3,03 ml
Volume larutan = 30 x 3,03 g ≈ 90,9 ml
As.asetat 30% = 2 ml/L x 90,9 ml = 0,2 ml
Perata anionik = 1 ml/L x 90,9 ml = 0,1 ml
RESEP 2
Berat bahan = 3,03 g
ZW asam = 1 % x 3,03 g = 0,0303 g
(diencerkan 1 g dalam 100 ml) dipipet 3,03 ml
Volume larutan = 30 x 3,03 g ≈ 90,9 ml
As.asetat 30% = 3 ml/L x 90,9 ml = 0,3 ml
Perata anionik = 1 ml/L x 90,9 ml = 0,1 ml
RESEP 3
Berat bahan = 3,11 g
ZW asam = 2 % x 3,11 g = 0,0622 g
(diencerkan 1 g dalam 100 ml) dipipet 6,22 ml
Volume larutan = 30 x 3,11 g ≈ 93,3 ml
As.asetat 30% = 3 ml/L x 93,3 ml = 0,3 ml
Perata anionik = 1 ml/L x 93,3 ml = 0,1 ml
RESEP 4
Berat bahan = 3,14 g
ZW asam = 2 % x 3,14 g = 0,0628 g
(diencerkan 1 g dalam 100 ml) dipipet 6,28 ml
Volume larutan = 30 x 3,14 g ≈ 94,2 ml
As.asetat 30% = 4 ml/L x 94,2 ml = 0,4 ml
Perata anionik = 2 ml/L x 94,2 ml = 0,2 ml
Proses Cuci Reduksi
Berat bahan = (3,03 + 3,03 + 3,11 + 3,14) g
= 12,24 g
Volume larutan = 20 x 12,24 g ≈ 244,8 ml
Sabun = 1 ml/L x 244,8 ml = 0,25 ml
Na2CO3 = 0,5 ml/L x 244,8 ml = 0,12 ml
8. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 8
6. Skema Proses
Proses Pencelupan
Proses Pencucian
7. Cara kerja
1) Timbang bahan dan kebutuhan zat
2) Masukkan perata anionik, asam (sebagian dari yang dibutuhkan) serta bahan dalam gelas
ukur 100 ml, lalu aduk-aduk agar pembasahan merata selama 10 menit
3) Masukkan ZW dalam larutan celup sambil mengangkat bahan agar ZW tidak langsung
mengenai bahan.
4) Panaskan larutan celup secara perlahan dan kelajuan suhu tetap sedemikian hingga
mencapai suhu 60 0
C selama 20 menit.
5) Saat mencapai suhu 60 0
C, masukkan asam (sebagian yang lain sehingga jumlah asam
yang dimasukkan sama dengan kebutuhan berdasarkan resep).
6) Aduk larutan agar pewarnaan merata, dengan tetap pertahankan suhu 60 0
C selama 10
menit.
7) Panaskan larutan celup secara perlahan dan kelajuan suhu tetap sedemikian hingga
mencapai suhu 90 0
C selama 20 menit.
8) Aduk larutan agar pewarnaan merata, dengan tetap pertahankan suhu 90 0
C selama 20
menit.
9) Matikan pemanas, biarkan larutan mendingin selama 5 menit.
10) Bilas, lalu lakukan prose pencucian pada suhu 80 0
C selama 10 menit.
11) Keringkan
12) Evaluasi.
80 0
C
30 0
C
20 menit 10 menit 5 menit
Sabun
Na2CO3
Perata
Asam
90 0
C
30 0
C
10 I
60 0
C
20 I
10 I
20 I
20 I
5 I
ZW Asam
13. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 13
V. DISKUSI
Pada proses awal pencelupan, bahan dimasukkan dalam larutan yang telah berisi asam
sebagian dari kebutuhan dan perata, tanpa zat warna dan tanpa pemanasan. Fungsinya
adalah agar asam mengaktifkan terlebih dahulu gugus kation serat. Lalu perata
berikatan secara ionik dengan gugus tersebut.
Zat warna dimasukkan setelah 10 menit lalu pemanasan baru dimulai dengan laju
penyerapan yang masih kecil. Karena ikatan yang terbentuk nantinya antara serat
dengan zat warna adalah ikatan kimia – ionik, maka kerataan hasil pencelupan harus
dari awal proses. Untuk itu laju kenaikan suhu pun juga harus perlahan, agar tidak
terjadi belang.
Pada saat mencapai suhu 60 0
C, dimasukkan sisa asam sehingga jumlah asam terpenuhi
sesuai kebutuhan agar pengaktifan gugus kationik pada serat meningkat, sehingga
penyerapan dapat lebih optimal. Dengan catatan bahwa pada penyerapan antara suhu
30 0
C sampai 60 0
C sudah rata.
Kain hasil pencelupan secara berurutan dari yang terbaik adalah: resep 3, resep 4,
resep 2, dan terakhir resep 1.
Kain hasil pencelupan resep 3 lebih baik dari pada resep 4, karena jumlah perata anionik
pada resep 4 lebih banyak, sehingga penyerapan zat warna berkurang. Adapun pada
praktikum perata anionik dimasukkan terlebih dahulu agar mengisi gugus kationik pada
serat akibat suasana asam, lalu kemudian diisi oleh zat warna.
Ny – H2 + H2 (pengasaman) Ny – H2
+
------------ perata –
(ikatan ionik)
Ny – H2
+
------------ perata –
Ny – H2
+
------------ SO3
-
- D (perata digantikan ZW)
Fungsinya adalah untuk menghambat penyerapan zat warna, dengan adanya proses
subtitusi ikatan ionik antara serat dengan perata yang menjadi antara serat dengan zat
warna. Namun, ketika perata ini terlalu banyak, maka penyerapan zat warna pun tidak
optimal.
Kain hasil pencelupan resep 4 lebih baik dari pada resep 2 karena jumlah zat warna
yang digunakan pada resep 2 lebih sedikit, yakni setengahnya. Oleh karena itu jumlah
zat warna yang terserappun lebih sedikit. Sehingga hasil celup menjadi lebih muda.
Kain hasil pencelupan resep 2 lebih baik dari pada resep 1 karena jumlah asam asetat
yang digunakan pada resep 1 lebih sedikit. Adapun fungsi asam asetat itu sendiri dalam
proses pencelupan adalah untuk mengaktifkan serat agar memiliki gugus kation
sehingga mampu berpenetrasi dan berikatan dengan zat warna melalui ikatan ionik.
Penyerapan
ZW
Grafik laju
penyerapan ZW
Kenaikan suhu60
0
C
14. Pencelupan Poliamida dengan ZW Asam | 14
Ketika jumlah asam yang digunakan lebih sedikit maka gugus kation pada serat pun
berkurang sehingga penyerapan zat wana juga berkurang.
VI. KESIMPULAN
Kain hasil pencelupan yang terbaik adalah dari resep 3
VII. PUSTAKA
Djufri, Rasyid. 1976. Teknologi pengelantangan, pencelupan dan pencapan. Bandung:
Institut Teknologi Tekstil
Buku referensi Pencelupan dari Institut Teknologi Tekstil. Bandung.
www.chem.is.try.org
