Dokumen tersebut membahas tentang pencelupan serat poliester dengan zat warna dispersi. Secara singkat, poliester adalah polimer yang unit-unitnya dihubungkan oleh ikatan ester, dan sering dibuat dari polyethylene terephthalate. Zat warna dispersi digunakan untuk mencelup serat poliester karena sifat hidrofobiknya, dengan bantuan zat pembantu untuk mendistribusikan warna secara merata.

1. Smk Negeri 3 Kimia Madiun
Mei 26, 2008
PENCELUPAN SERAT POLIESTER DENGAN ZAT WARNA DISPERSI
Diarsipkan di bawah: slentingan — by admin @ 9:09 pm
Oleh : Arifino
o
Mahasiswa semester VI, FT/T. Kimia, UNIS Tangerang. NIM. 0504010004
ABSTRAK.
Poliester adalah suatu polimer (sebuah rantai dari unit yang berulang-ulang) dimana
masing-masing unit dihubungkan oleh sebuah sambungan ester. Sebagai suatu
poliester sintetis, bahan utama yang digunakan adalah polyethylene terephthalate
(PET), yang di buat dari asam terephthalic dan ethilene glycol (EG). Serat poliester yang
bersifat hidrofobik umumnya dicelup dengan zat warna dispersi. Zat warna dispersi
adalah zat warna organik yang dibuat secara sintesis, yang kelarutannya dalam air
sedikit dan merupakan larutan dispersi. Zat warna tersebut digunakan untuk mewarnai
serat-serat sintetis atau serat tekstil yang bersifat hidrofob. Dalam pemakaiannya, zat
warna dispersi memerlukan zat pembantu yang berfungsi untuk mendispersikan zat
warna dan mendistribusikan zat warna secara merata. Zat warna dispersi dapat
mewarnai serat poliester dengan baik dengan memakai metoda zat pengemban, dengan
temperatur tekanan tinggi atau dengan cara Thermosol.
Kata kunci : Poliester; zat warna disperse; pencelupan.
Pendahuluan.
Serat polyester merupakan serat sintetis yang banyak digunakan dalam industri
khususnya industri tekstil kerena sifatnya yang mudah, murah dan dapat diproduksi
dalam jumlah banyak. Kelebihan dan kekurangan dari serat polyester ini akan dapat
dioptimalkan dengan mencampurnya dengan serat – serat alam atau serat sintetis

2. lainnya, sehingga menambah nilai daya guna. Serat poliester mempunyai sifat hidrofob
sehingga untuk mencelupnya harus menggunakan zat warna yang tepat.
Zat warna yang biasa digunakan adalah zat warna dispersi. Zat warna dispersi mulamula diperdagangkan dalam bentuk pasta, tetapi sekarang dapat diperoleh dalam
bentuk bubuk. Efektifitas pemakaiannya harus menggunakan zat pembantu sehingga
dari segi ekonomisnya harus diperhitungkan.
Historial Poliester.
Poliester ditemukan oleh Wallace Carothers pada tahun 1930. Dan dikembangkan oleh
J.R. Whinfield dan J.T. Dickson dari Calico Printers Association. Selanjutnya oleh ICI
Inggris dikembangkan dengan nama dagang “Dacron” yang kemudian diikuti oleh
Eastman Kodak, Amerika dengan nama dagang “Kodel”.
Sejak saat itu serat poliester berkembang sangat pesat dan merupakan serat sintetis
yang paling banyak dibuat karena ternyata serat ini multi guna dan paling cocok dibuat
benang campuran dengan segala jenis serat alam terutama wool dan kapas.
Sebagai poliester sitentis, bahan utama yang sekarang digunakan umumnya berasal
dari polyethylene terephthalate (PET), yang di buat dari asam terephthalic dan ethilene
glycol (EG) atau glicol yang di kopolimerisasikan dengan jenis monomer ester lain.
Dacron dibuat dari asamnya sedangkan Terylene dibuat dari dimetil ester asam
tereftalat dengan etilena glikol.
Penggunaan dimetil ester asam tereftalat kemungkinan karena pemurniannya lebih
mudah dibanding pemurnian asam tereftalat. Seperti dengan Nylon, poliester juga
dipintal leleh. Kebutuhan – kebutuhannya sama seperti untuk Nylon, kecuali
peralatannya harus mempunyai ketahanan yang lebih tinggi terhadap panas, karena titik
lelehnya lebih tinggi dan perencanaan pengatur udara dalam ruang pemintalan agak
berbeda untuk after stretching, poliester harus dipanaskan sampai kurang lebih 90oC.
Definisi Poliester.

3. Poliester merupakan suatu polimer (sebuah rantai dari unit yang berulang-ulang) dimana
masing-masing unit dihubungkan oleh sebuah sambungan ester. Seperti tampak pada
gambar dibawah ini :
Nama lazim dari polyester adalah poli(etilen tereftalat). Nama sehari-harinya tergantung
pada apakah digunakan sebagai serat atau sebagai material untuk membuat produk
seperti botol untuk minuman ringan. Jika digunakan sebagai serat untuk membuat kain,
biasanya sering hanya disebut poliester. Terkadang juga dikenal dengan nama
perdagangannya seperti Terilen atau Dacron. Jika digunakan untuk membuat botol,
misalnya, biasanya disebut PET.
Pembuatan PET
Pada pembuatan PET, reaksi terjadi dalam dua tahap utama, yaitu: tahap prapolimerisasi dan polimerisasi sesungguhnya. Pada tahap pertama, sebelum polimerisasi
terjadi, terbentuk sebuah ester yang cukup sederhana dari asam dan dua molekul
etana-1,2-diol sesuai gambar dibawah ini ;
Reaksi pembuatan EG dan DMT dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Reaksi pembuatan EG
Reaksi pembuatan DMT
Reaksi ini dapat di mulai pada 1500C, tetapi dalam banyak hal di lakukan pada
2000C atau lebih untuk meningkatkan laju reaksi. Jadi selama reaksi berlangsung
metanol menguap dan juga EG. Jika reaksi tersebut di lakukan dalam sebuah autoklaf,
gas yang di hasilkan di dinginkan dan akan mengembunkan EG. Yang kemudian di
kembalikan ke autoklaf. Gas yang tertinggal, yang terdiri dari metanol, di dinginkan lebih
lanjut supaya mengembun dan di pulihkan kemudian dipindahkan ke bejana
polikondensasi dan dipolikondensasikan selama 2700 – 2800 C.
Melalui reaksi kondensasi EG harus diisolir. Untuk melanjutkan reaksi, uap EG
harus dihilangkan. Oleh karena itu gas dalam bejana reaksi di buang hingga tekanan
uap mencapai 0,5 -1 mmHg mutlak.
Seperti pada nylon, polymer dikeluarkan dari bejana reaksi oleh tekanan gas
nitrogen, didinginkan supaya memadat, dan dipotong-potong menjadi flake.
Pada tahun – tahun belakangan ini telah di kembangkan teknik – teknik baru untuk
memproduksi Pure Terephtalate Acid (PTA). Oleh karena itu terdapat kecenderungan
untuk memakai PTA daripada DMT. Bila menggunakan PTA sebagai bahan mentah

4. akan terdapat beberapa perbedaan sifat – sifat terhadap DMT seperti ; PTA tidak
meleleh dan hampir tidak larut dalam glycol. Kecenderungan EG untuk membentuk eter
adalah lebih hebat karena suhu reaksi yang lebih tinggi, dan masuknya kedalam rantai
polimer sebagai kopolimer yang dapat menurunkan titik leleh dari polimer ini sehingga
mengundang beberapa modifikasi tertentu pada proses reaksi.
Mengenai kedua cara untuk DMT dan PTA, telah diselidiki dan dikembangkan
cara esterifikasi dan polikondensasi. Ditinjau dari segi ekonomi dan cara kontinuitasnya,
penggunaan PTA sebagi bahan baku dianggap sebagai yang paling menguntungkan.
Tapi masih terdapat kelemahan dalam stabilitas dan fleksibilitas operasionil.
Pembuatan Poliester.
Bahan baku untuk pembuatan poliester yang sekarang dipakai adalah PTA dan
EG dengan rumus molekul sebagai berikut :
Etilena yang berasal dari penguraian minyak tanah dioksidasi dengan udara,
menjadi etilena oksida yang kemudian di dehidrasi menjadi etilena glikol.
Asam tereftalat dibuat dari para-xilena yang harus bebas dari isomer meta dan
orto. Pemisahan dilakukan dengan kristalisasi, p-xilena membeku pada suhu 25 0C.
Oksida dengan asam Nitrat pada suhu 2200C dan tekanan 30 atmosfer merubah pxilena menjadi asam tereftalat. Cara lain adalah dengan oksidasi p-xilena dengan udara
dan katalisator kobalt toluat pada suhu 200C, menjadi asam toluat yang diesterkan
menjadi metil toluat dan oksidasi selanjutnya terjadi monometil tereftalat. Monometil
tereftalat atau asam tereftalat diubah menjadi dimetil tereftalat.
Asam tereftalat atau esternya dan etilena glikol dipolimerisasikan dalam tempat
hampa udara dan suhu tinggi. Polimer disemprotkan dalam bentuk pita dan kemudian
dipotong-potong menjadi serpih-serpih dan dikeringkan.
Pada tahap polimerisasi, ester sederhana ini dipanaskan pada suhu sekitar
260°C dan pada tekanan rendah. Dalam hal ini diperlukan sebuah katalis misalnya
senyawa-senyawa antimoni seperti antimoni(III) oksida. Poliester yang terbentuk dan
setengah dari etana-1,2-diol dilakukan pembaharuan yang selanjutnya dilepaskan dan
disiklus ulang sesuai reaksi :
Bila dimethyl terephtalate (DMT) dipergunakan sebagai bahan mentah,
gabungan metanol harus di ubah menjadi EG. Tahap ini disebut penggantian ester.
Pada polimerisasi kondensasi, jika monomer - monomer bergabung bersama,
ada sebuah molekul kecil yang hilang. Ini berbeda dengan polimerisasi adisi yang
menghasilkan polimer seperti poli(eten) - dimana pada proses ini tidak ada yang hilang

5. ketika monomer-monomer bergabung bersama. Sebuah poliester dibuat dengan sebuah
reaksi yang melibatkan sebuah asam dengan dua gugus -COOH, dan sebuah alkohol
dengan dua gugus -OH.
Pada poliester umum terdapat: asam benzen-1,4-dikarboksilat (nama lama:
asam tereftalat) dan alkohol yaitu etana-1,2-diol (nama lama: etilen glikol).
Senyawa-senyawa ini secara bergantian terbentuk ester dimana masing-masing
gugus asam dan masing-masing gugus alkohol, kehilangan satu molekul air setiap kali
sebuah sambungan ester terbentuk. Hasilnya sesuai dengan reaksi dibawah kimia ini :
Ester-ester sederhana mudah dihidrolisis melalui reaksi dengan asam atau basa
encer. Poliester diserang dengan mudah oleh basa, tetapi jauh lebih lambat oleh asam
encer. Hidrolisis dengan air saja sangat lambat sehingga hampir tidak diperhitungkan.
(Poliester tidak akan terurai menjadi bagian-bagian kecil jika terkena air hujan). Jika
ditumpahkan basa encer pada sebuah kain yang terbuat dari poliester, maka
sambungan-sambungan esternya akan putus. Etana-1,2-diol terbentuk bersama dengan
garam asam karboksilat. Karena dihasilkan molekul-molekul kecil dan bukan polimer
asli, maka serat-serat kain tersebut akan hancur, dan terbentuk sebuah lubang pada
kain.
Sebagai contoh, jika mereaksikan poliester dengan larutan natrium hidroksida,
reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Seperti dengan nylon, poliester juga dipintal leleh. Kebutuhan – kebutuhannya
sama seperti untuk nylon, kecuali peralatannya harus mempunyai ketahanan yang lebih
tinggi terhadap panas, karena titik lelehnya lebih tinggi, dan perencanaan pengatur
udara dalam ruang pemintalan agak berbeda.
Untuk proses after–stretching, poliester harus dipanaskan sampai kurang lebih 900C.
Bagian penarik dari draw-twister filamen mempunyai rol penyuapan dan rol – rol
penarikan dua tingkat. Benang yang belum di tarik diberi penarikan pendahuluan di
antara rol – rol penyuap dan rol penarik pertama, dan kemudian terjadi penarikan utama
di rol pertama dan kedua, sementara benangnya di panaskan mulai pada rol pertama,
yang permukaannya dipertahankan pada suhu 9000C.
Pada penarikan utama benangnya di lewatkan di atas sebuah flat panas di mana
suhu permukaannya dipertahankan pada suhu tetap antara 130 0 – 1500C. Tujuan
penggunaan plat panas tersebut adalah untuk mempermudah penarikan dan untuk
menstabilkan struktur dalam dari serat yang sudah di tarik, sistim kontrol pemanasan

6. dan suhu harus di rencanakan dengan sangat teliti agar suhu rol dan suhu plat panas
konstan.
Bagian – bagian utama dari mesin harus kukuh dan dikerjakan dengan ketelitian
tinggi untuk mempertahankan kecepatan tarik dan konstan. Perhatian demikian harus
diberikan untuk menjamin mutu benang yang rata, mutu yang tidak rata di sebabkan
pada tahap ini akan mempengaruhi daya tarik terhadap zat warna, dan menyebabkan
pencelupan yang tidak rata atau noda – noda pada kain tenun atau rajut.
Menurut kebiasaan lapisan permukaan dari gulungan benang diambil sebagai
contoh untuk diteliti mutunya. Cara ini tidak memuaskan karna tidak selalu ada
hubungan antara bagian permukaan dan bagian dalam yang menyangkut ketidak rataan
atau cacat benang. Akhir – akhir ini telah dikembangkan sejenis instrumen baru yang
dapat dapat mengukur ketidak teraraturan tiap benang yang sedang berjalan,dan
mendeteksi perubahan – perubahan sifat – sifat dielektrik.
Dengan mempergunakan alat ini seluruh produk dapat diperiksa tanpa
kekurangan benang sedikit pun. Ini memungkinkan mesin penarikan bekerja terus
sambil dilakukan pemeriksaan benang yang telah di tarik terhadap kerataan.
Pada pembuatan serat staple penarikan di lakukan dengan cara yang sama seperti
pada nylon, ikatan serat dari pemintalan di himpun menjadi besar dan dibawa ketahap
after drawing. Pemanasan dilakukan pada waktu penarikan utama oleh rol panas, plat
panas atau larutan panas.
Sifat – sifat Poliester
a. Sifat Fisika
•
Kekuatan mulur
Terylene mempunyai kekuatan dan mulur dari 4,5 gram/denier dan 25% sampai 75
gram/denier dan 7,5 bergantung pada jenisnya. Sedangkan dacron mempunyai
kekuatan dan mulur dari 4,0 gram/denier dan 40% sampai 6,9 gram/denier dan 11%.
Kekuatan dan mulur dalam keadaan basahnya sama dengan dalam keadaan keringnya.
•
Elastisitas
Poliester mempunyai elastisitas yang baik sehinga kain poliester tahan kusut. Jika
benang poliester ditarik dan kemudian dilepaskan pemulihan yang terjadi dalam 1 menit
adalah sebagai berikut;
Penarikan 2 % ……………….. pulih 97 %

7. Penarikan 4 % ……………….. pulih 90 %
Penarikan 8 % ……………….. pulih 80 %
•
Moisture regain
Dalam kondisi standar yaitu suhu 70oC dengan RH 65%, moisture regain poliester
hanya 0,4%. Sedangkan dalam kelembaban relatif 100%, moisture regainya hanya 0,6
s/d 0,8 %.
•
Modulus
Poliester mempunyai modulus awal yang tiggi. Pada pembebanan 0,9 gram per denier
poliester hanya mulur 1%, dan pada pembebabanan 1,75 gram per denier poliester
hanya mulur 2%, sedangkan rayon asetat, dalam keadaan tersebut sudah putus,
modulus yang tinggi menyebabkan poliester pada tegangan kecil didalam penggulungan
tidak akan mulur.
•
Sensitifitas
Pada suhu 230 – 240oC dapat melunak dan pada suhu 255 – 260 oC akan meleleh.
Poliester meskipun dapat dibakar, tetapi karena diikuti oleh pelelehan yang kemudian
akan terlepas jatuh, maka nyala api tidak akan menjalar, tetapi bila dicampur dengan
serat lain yang membantu pembakaran kain tersebut akan terbakar. Poliester tahan
terhadap serangga, jamur, bakteri, cuaca dan sinar matahari. Poliester merupakan
isolator yang baik, sedang proses bahan poliester dapat menimbulkan elektrostatis.
Berat jenis
Berat jenis poliester 1,38 g/cm3.
Morfologi
Serat poliester berbentuk silinder dengan penampang lintang bulat. Seperti yang
nampak dibawah ini :
Serat poliester mempunyai koefisien elastisitas yang tinggi dan stabil dimensinya
baik, sehingga apa yang dinamakan serat lenting cocok untuk bahan busana. Stabilatas
terhadap panas baik sekali dan stabilitas dimensi yang baik menjadikan bahan industri
yang baik dipakai. Dalam bidang tekstil, terutama benang yang dipintal secara mekanis
mula-mula yang diapaki, tapi seetelah pengembangan teknik pengeritingan.

8. Dari semua jenis serat yang dikenal polyester mempunyai daya penyimpan air yang
rendah (5%). Kapasitas daya serap air dengan batas kelembaban yang masih terasa
(2%).
a. Sifat – sifat kimia
•
Sensitifitas
Serat poliester tahan asam lemah sampai suhu mendidih. Tahan asam kuat dan
dingin. Tahan basa lemah, tetapi kurang tahan basa kuat. Tahan zat oksidator, alkohol,
keton, sabun dan zat-zat untuk pencucian kimia.
Poliester meleleh diudara pada suhu 250 oC dan tidak menguning pada suhu
tinggi. Seperti serat tekstil lainnya, poliester juga berkurang kekuatannya terhadap
penyinaran yang lama tetapi tahan sinarnya masih cukup baik dibanding dengan serat
lain. Di balik kaca tahan sinar poliester lebih baik dari kebanyakan serat.
Sifat serat poliester adalah thermoplastis, dimana kekuatannya berbanding
terbalik dengan suhu, sedang perpanjangan sampai putusnya berbanding lurus dengan
kenaikan suhunya.
Penggelembungan
Serat poliester menggelembung dalam larutan 2% asam benzoat, asam salisilat,
fenol dan meta kresol dalam air, dispersi 0,5% mono-khloro benzoat, para-dikhloro
benzena, tetrahidro naftalena, metil benzoat dan metil salisilat, dalam air, dispersi 0,3%
ortofenildan parafenil dalam air
•
Kelarutan
Larut dalam meta kresol panas, asam trifluorom asetat, orto khlorofenol,
campuran dari 7 bagian berat trikhlorofenol dan 10 bagian fenol dan campuran 2 bagian
tetra khloroetana dan 3 bagian fenol. Pengaruh asam dan alkali terhadap kekuatan
poliester dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Pereaksi
Suhu
HCL
HCL
HCL
HNO3
H2SO4
Kamar
75
Didih
Kamar
Kamar
Konsentrasi
(%)
18
18
10
40
37
Pengaruh
Waktu
Pada
kekuatan
3 minggu Tidak nyata
4,5 hari
Nyata
3 hari
Rusak
3 minggu Sedang
6 minggu Tidak nyata

9. H2SO4
H2SO4
NaOH
NaOCl
Catatan :
Kamar
750C
Kamar
700C
50
37
10
2,5
3 minggu Sedang
2 minggu
Nyata
3 hari
Sedang
4 jam
Tidak ada
Tidak berarti berkurangnya kekuatan kurang dari 5%
Sedang berarti berkurangnya kekuatan 6 – 30 %
Nyata berarti nerkurangnya kekuatan 31 – 70 %
Rusak berarti berkurangnya kekuatan lebih dari 70 %
•
Mengkeret
Benang Terylene apabila dalam air mendidih akan mengkeret sampai 7% atau
lebih. Dacron dalam perendaman selama 70 menit akan mengkeret 10 – 14%. Beberapa
zat organik seperti aseton, khloroform dan trikhlor etilena juga akan menyebabkan
barang atau kain mengkeret pada titik didih. Tetapi apabila kain sebelumnya telah di
“heat set” atau pemantapan panas, didalam air mendidih ataupun pelarut-pelarut untuk
pencucian kering pada titik didih tidak akan mengkeret. Heat set akan menstabilkan
dimensi kain poliester.
Heat set ini dilakukan dengan cara mengerjakan kain dalam dimensi yang telah
diatur (biasanya dalam bentuk lebar0 pada suhu 30-40 oC lebih tinggi dari suhu
penggunaan kain sehari-hari, untuk pakaian biasanya pada suhu 220-230oC.
a. Sifat – sifat biologi
Serat poliester tahan terhadap serangga, jamur dan bakteri.
Penggunaan poliester
Pada umumnya serat poliester dapat ditemukan pada barang – barang seperti
dibawah ini :
Bahan kaus kaki
Bahan label pakaian
Bahan ikat pinggang
Kain rajut bundar warna-warni
Kain tenun sarung dan kain tenun berwarna
Kain tenun jaguard bahan gordyn
Kain tenun tebal untuk bahan kursi/jok.

10. Poliester juga dapat digunakan untuk kain tirai, karena ketahannya terhadap
sinar dibalik kaca baik. Selain itu digunakan pula sebagai bahan pipa pemadam
kebakaran, tali-temali, jala, kain layar.
Serat poliester yang tahan asam, membuat poliester baik untuk digunakan sebagai
pelindung dalam pabrik yang banyak menggunakan asam.
Syarat mutu serat stapel poliester.
Menurut SNI. 08. 0618. 1989 bahwa serat stapel poliester harus sesuai dengan
standar. Mengenai spesifikasinya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Historial Zat Warna Dispersi
Zat warna dispersi pertama dibuat pada tahun 1923 oleh Baddley dan
Shepherdson dari British Dyestuffe sebagai zat warna Dispersol. Dan Ellis dari British
Cabanase menemukan zat warna S.R.A (Sulpho Ricinolei Acid).
Zat warna ini mulai ditemukan untuk mencelup serat selulosa asetat yang
bersifat hidrofob dan mampu menyerap zat organik yang tidak larut dalam air, dengan
membuatnya dalam bentuk suspensi.
Penemuan zat dispersi ini menjadi sangat penting dengan ditemukannya serat
sintetik lainnya yang sifatnya lebih hidrofob daripada serat selulosa asetat, seperti serat
Poliamida, Poliester dan Poliakrilat. Terutama untuk serat poliester yang kebanyakan
hanya dapat dicelup dengan zar warna dispersi.
Definisi Zat Warna Dispersi
Zat warna dispersi adalah zat warna organik yang dibuat secara sintesis, yang
kelarutannya dalam air sedikit dan merupakan larutan dispersi. Zat warna tersebut
digunakan untuk mewarnai serat-serat sintetis atau serat tekstil yang bersifat hidrofob.
Zat warna ini mempunyai berat molekul yang kecil dan tidak mengandung gugus
pelarut. Dalam pemakaiannya diperlukan zat pembantu yang berfungsi untuk
mendispersikan zat warna dan mendistribusikannya secara merata didalam larutan,
yang disebut zat pendispersi.
Zat warna dispersi dapat mewarnai serat poliester dengan baik jika memakai zat
pengemban atau dengan temperatur tekanan tinggi. Zat warna dispersi mula-mula
diperdagangkan dalam bentuk pasta, tetapi sekarang dapat diperoleh dalam bentuk
bubuk.
Sifat-sifat umum zat warna dispersi
a) Tidak larut dalam air, karena tidak mempunyai gugus pelarut didalam struktur molekul

11. b) Pada umumnya zat warna dispersi berasal dari turunan azo, antrakwinon/nitro akril
amina dengan berat molekul rendah
c) Mempunyai titik leleh yang cukup tinggi yaitu 150 0C dengan ukuran partikel antara
0,5-2 mikron
d) Bersifat non-ionik, walaupun mengandung gugus-gugus – NH2 – NHR – OH
e) Selama proses pencapan dengan zat dispersi tidak mengalami perubahan kimia
Sifat – sifat kimia zat warna dispersi
Berlainan dengan serat tekstil yang lain polyester tidak mempunyai gugus ionik
sehingga tidak dapat dicelup berdasarkan mekanisme ionik (semi ionik). Serat ini hanya
dapat dicelup dengan zat warna non ionik (zat warna.dispersi) yang praktis tidak larut
dalam air.
Cara melarutkannya dengan bantuan zat lain. Zat warna dispersi di gunakan
dalam bentuk dispersi yang halus dalam air ukuran partikel dispersi 0,5 mikron di
sebabkan oleh sifatnya yang hidrofobik maka zat warna ini mempunyai daya afinitas
yang tinggi terhadap serat polyester yang juga bersifat hidrofobik.
Dalam proses pencelupan, partikel zat warna masuk kedalam serat dalam
keadaan terdispersi molekuler dan terikat dalam serat. Zat warna dispersi dapat di buat
dari beberapa struktur kimia yang berbeda.
Struktur kimia yang umum di gunakan dalam zat warna dispersi dan persentasi
penggunaannya adalah sebagai berikut:

Azo (NN) : 55%

Diazo (NN-NN) : 10%

Antrakwinon : 20%

Lain – lain : 15%
Zat warna dispersi jenis azo adalah zat warna jenis ini umumnya mempunyai sifat-sifat
sebagai berikut :
a) Daya pewarnaan yang tinggi
b) Pemakaian ekonomis
c) Sifat kerataan celupan bervariasi, ada yang mudah rata ada juga yang sulit tetapi
secara umum lebih sulit dari jenis antrakwinon
d) Termomigrasi relatif lebih baik dari pada antrakwinon
e) Daya punutup ketidak rataan benang kurang lebih sebanding dengan antrakwinon.

12. Zat warna dispersi jenis diazo adalah zat warna dispersi yang umumnya
mempunyai sifat yang sama dengan jenis azo tetapi mempunyai daya sublimasi yang
tinggi. Zat warna ini banyak di gunakan untuk warna-warna tua. Karena makin sulit
mahalnya bahan baku antrakwinon maka dewasa ini terdapat kecenderungan untuk
sedapat mungkin menggantikan dengan zat warna jenis azo. Berbagai macam cara
dilakukan untuk membuat zat warna azo yang menyerupai antrakwinon dalam hal
kemurnian kecerahan warna dan sifat yang baik.
Zat antrakwinon adalah zat warna yang umumnya mempunyai sifat – sifat
sebagai berikut:
a) Warna lebih cerah tetapi daya pewarna lebih rendah.
b) Relatif lebih mahal.
c) Sifat kecerahan dan migrasi relatif lebih baik dari azo.
d) Termomigrasi lebih jelek, bila di bandingkan dengan azo.
e) Daya penutupan ketidakrataan benang yang baik.
f) Daya tahan reduksi / hidrolisa yang baik.
g) Daya tahan sinar umumnya sangat tinggi
Struktur kimia zat warna dispersi
•
Golongan azo
Struktur kimia zat warna dispersi yang ditandai dengan jenis gugus azo : - N = N –
Contoh :
Mono
Dispersi Red 5
Diazo
Dispersi Yellow 23
•
Golongan antrakinon
Struktur kimia zat warna dispersi yang ditandai dengan jenis gugus karbonil : - C
=O
Contoh :
Disperse yellow 13
•
Golongan Difenilamina
Diperse yellow 1
Sifat – sifat fisika zat warna dispersi

13. Kelarutan
Meskipun Azobenzena, Antrakuinon dan Defilamina dalam bentuk dispersi dapat
mencelup kedalam hidrofop, dalam perdagangan kebanyak zat warna dispersi
mengandung gugus aromatik dan alifatik yang mengikat gugus fungsional (-OH, -NH2BHR, dsb.) dan bentuk sebagai gugus pemberi (donor) Hidrogen. Gugus fungsional
tersebut merupakan pengikat dipol (dwikutub) dan juga membentik ikatan hidrogen
dengan gugus karbonol atu gugus asentil dari serat poliester, seperti pada reaksi
dibawah ini:
Reaksi terbentuknya ikatan hidrogen dengan serat poliester
Reaksi terbentuknya ikatan dwikutub dengan serat poliester
Adanya gugus aromatik OH dan alifatik AH2 dan gugus fungsional yang lain
menyebabkan zat warna sedikit larut dalam air.
Zat warna dispersi mempunyai daya kelarutan air dingin yang sangat rendah
akan tetapi dengan peningkatan temperatur daya kelarutan dapat meningkat dengan
cepat sampai beberapa ratus gram/L. Yang sangat penting dalam proses pencelupan
adalah daya kelarutan. Daya kelarutan dipengarungi oleh :
a) Kecepatan penyerapan zat warna
b) Banyak / sedikitnya penyerapan
c) Migrasi
d) Penodaan pada serat campuran.
Sensitifitas
Zat warna dispersi yang berupa partikel – partikel kecil tidak mungkin berada
pada keadaan terdispersi yang stabil tanpa adanya zat pendispersi (Dispersing Agent)
zat pendispersi ini berfungsi sebagai pelindung di sekeliling zat warna sehingga adanya
gaya elektrostatis yang saling tolak menolak juga dapat membantu terjadinya stabilitas.
Kestabilan dispersi zat warna di pengaruhui oleh:
a) Jenis zat pendispersi : umumnya yang digunakan adalah jenis an ionik yaitu lignin
sulfonat yang berasal dari alam tetapi ada pula yang berasal dari sintetik.
b) Kualitas dari pigmen zat warna dan ketidakmurnian pigmen zat warna
c) Bentuk kristal dari pigmen zat warna. Bentuk kristal tertentu mudah dibersihkan dan
ada yang relatip sulit .
d) Distribusi partikel ukuran zat warna
Klasifikasi zat warna dispersi

14. Zat warna dispersi dapat di golongkan menurut sifat sublimasinya secara umum
di bagi menjadi 4 kelompok yaitu :
a) Golongan satu (A)
Zat warna dispersi ini mempunyai sifat sublimasi rendah tetapi mempunyai sifat
celup yang baik. Karena molekulnya kecil dengan sifat sublimasi yang rendah biasanya
digunakan untuk pencelupan serat rayon, serat poliamida, serat di/tri asetat, dapat juga
di gunakan untuk serat poliester yang di bantu dengan zat pengemban pada temperatur
1000C.
b) Golongan Kedua (B)
Zat warna dispersi yang mempunyai berat molekul yang relatif kecil dengan sifat
sublimasinya cukup. Memiliki sifat celup yang baik sehingga sangat baik untuk
pencelupan polyester dengan zat pengemban pada temperatur tinggi. Pada proses
thermosol hanya digunakan untuk mewarnai warna – warna muda, dengan temperatur
yang lebih rendah.
c) Golongan Ketiga (C)
Zat warna dispersi yang mempunyai berat molekul sedang dengan sifat
sublimasi yang baik. Sifat celup dan sublimasi yang baik biasa di gunakan untuk
pencelupan zat pengemban. Temperatur tinggi atau proses termosol dengan hasil yang
baik.
d) Golongan Keempat (D)
Zat warna dispersi yang mempunyai berat molekul besar dengan sifat sublimasi
tinggi. Mempunyai sifat celup yang kurang baik atau sifat sublimasinya yang paling tinggi
tidak dapat di gunakan untuk pencelupan dengan zat pengemban. Tetapi sangat cocok
untuk pencelupan termosol/ temperatur tinggi berat molekul ukuran dan bentuk zat
warna dispersi memegang peranan penting, terhadap sifat pencelupan.
Klasifikasi zat warna dispersi terutama berdasarkan sifat pencelupannya dengan metode
pencelupan cara perendaman dan ketahanannya terhadap panas. Secara umum dapat
dikatakan ada korelasi yang kuat antara persyaratan pencelupan cara perendaman
dengan beberapa aspek fiksasi dari pengerjaan thermosol pada pencelupan kontinyu.
Klasifikasi zat warna dispersol adalh sebagai berikut :
a.) Zat Warna Kelas A
Zat warna dispersol yang mempunyai ketahanan panas yang rendah. Tidak
disarankan untuk mencelup poliester selulosa.
b.) Zat Warna Kelas B

15. Zat warna dispersol yang mempunyai ketahanan panas yang cukup atau
sedang. Termofiksasi disarankan pada suhu 200 – 210oC, pada suhu yang lebih tinggi
ada resiko terjadi kontaminasi mesin. Tidak sesuai diproses penyempurnaan pelipatan
permanen. Suhu proses penyempurnaan sebaiknya tidak melebihi 170oC kecuali
celupan warna muda.
c.) Zat Warna Kelas C
Zat warna dispersol yang mempunyai ketahanan panas yang baik. Termofiksasi
disarankan pada suhu 200 – 215oC. Sesuai untuk warna muda sampai sedang yang
akan diproses penyempurnaan pelipatan permanen. Suhu maksimum 185oC.
d.) Zat Warna Kelas D
Zat warna dispersol yang mempunyai ketahanan panas yang sangat baik.
Termofiksasi disarankan pada suhu 215 – 220oC untuk menghasilkan pembangkitan
warna yang maksimum. Sangat disarankan untuk semua proses penyempurnaan
termasuk proses penyempurnaan pelipatan permanen (permanent press finishing)
Identifikasi golongan zat warna dispersi
Identifikasi ini ditujukan untuk menentukan golongan zat warna dispersi yang dapat
dilakukan dengan cara sebagai berikut :
a) 3-5 gram kaprolaktam diletakan dalam tabung reaksi 50 ml diatas nyala api bunsen
yang kecil.
b) 100-300 mg contoh uji polyester di larutkan didalam masa kaprolaktam yang meleleh
sambil di aduk dengan pengaduk kaca. Kemudian tabung reaksi dijauhkan dari api
c) Ditambah 3 ml etanol untuk mencegah supaya kaprolaktam tidak menjadi padat.
d) Campuran tersebut didinginkan dibawah suhu 35 0C, kemudian diencerkan dengan 15
ml eter dan disaring.
e) Apabila lapisan eter terwarnai, maka dilakukan dua kali ekstraksi dengan 20-30 ml air
untuk memisahkan kaprolaktam, dengan menambahkan 2-3 gram natrium sulfat
untuk mencegah terjadinya emulsi.
f) Lapisan eter dipisahkan kedalam tabung reaksi 35 ml dan ditambah 10 ml air
bersama-sama dengan beberapa tetes larutan zat pendispersi 10%, misalnya
marasperse N.
g) Eter diuapkan dengan jalan mendidihkan larutan diatas penangas air.
h) Ditambahkan 100 mg kain asetat putih kedalam dispersi zat warna dalam air tersebut,
kemudian dibiarkan 10 menit diatas penangas air.

16. i) Pewarnaan pada kain asetat dalam warna yang sama dengan warna asli contoh
polyester, menunjukkan adanya zat warna dispersi.
j) Jika warna yang terjadi warna muda, maka menunjukkan adanya zat warna bejana
atau zat warna yang dibangkitkan.
k) Kain asetat diambil, kemudian dispersi zat warna yang panas dicampur dengan 3 ml
natrium hidroksida IN dan beberapa miligram natrium hidrosulfit sambil diaduk-aduk.
l) Apabila warnanya hilang atau berubah dan warna asli tidak timbul lagi pada saat
dikocok-kocok dengan udara, maka dalam hal ini kain poliester diwarnai degan zat
warna yang dibagkitkan.
m) Zat warna bejana akan teroksidasi kewarna semula pada waktu pengocokan dengan
udara. Apabila polyester telah dicelup dengan cara pencelupan larutan polimer
(dope-dyed) dengan zat warna pigmen atau dengan zat warna basa, maka ekstraksi
lelehan kaprolaktam dalam eter hampir-hampir tidak berwarna dan endapan
polyester pada saringan berwarna dengan jelas.
n) Contoh uji polyester berwarna didihkan dalam asam asetat glasial selama satu menit
dan larutan tersebut diuapkan diatas penangas air atau penangas uap dan sisanya
dilarutkan dalam 5 ml air.
o) Sepotong kain kapas yang telah dibeitsa dengan tanin atau sepotong kain polyakrilat,
dimasukan kedalam larutan ektraksi tersebut dan didihkan selama satu menit.
p) Adanya zat warna basa akan mewarnai kain kapas yang dibeitsa tanin atau kain
polyakrilat tersebut.
q) Adanya zat warna pigmen dapat ditentukan dari hasil ekstrasi dengan asam asetat
glasial yang tidak berwarna atau sisa penguapannya yang tidak larut dalam air.
Apabila penampang lintang dari serat yang dicelup dengan cara pencelupan larutan
polymer diperiksa dengan mikroskop akan menunjukkan adanya pigmen yang
tersebar merata.
Pencelupan serat poliester dengan zat warna dispersi.
Mekanisme pencelupan
Pencelupan serat poliester dengan zat warna dispersi merupakan peristiwa
distribusi zat padat kedalam dua zat pelarut yang tidak dapat dicampur. Dalam hal ini zat
warna dispersi merupakan zat padat yang larut dalam medium serat. Adsorpsi zat warna
sering disebut “solid solution”. Mekanisme pencelupannya adalah sebagai berikut : zat
warna dispersi berpindah dari keadaan agregat dalam larutan celup masuk kedalam
serat sebagai bentuk molekuler. Pigmen zat warna dispersi larut dalam air dalam jumlah

17. yang kecil sekali, tetapi bagian zat warna yang terlarut terebut sangat mudah terserap
oleh serat. Sedangkan bagian yang tidak larut merupakan gudang atau timbunan zat
warna yang sewaktu-waktu akan larut untuk memperthankan kesetimbangan.
Untuk zat warna yang kurang sekali larut waktu setengah celup dan waktu
pencelupan rata – rata pada termperatur 850C akan lebih besar. Kerja zat warna lebih
tertarik pada fasa larutan sehingga pencelupan mudah merata walaupun penyerapan
kedalam serat berkurang. Serat poliester mempunyai kristalisasi yang tinggi, bersifat
hidrofob dan tidak mengandung gugusan-gugusan yang aktif sehingga sukar sekali
ditembus oleh molekul. Molekul yang berukuran besar sukar ataupun tidak bereaksi
dengan zat warna anion atau kation.
Dalam praktek serat poliester pada umumnya dicelup dengan zat warna dispersi,
penyerapan zat warna dispersi pada kesetimbangan adalah baik tetapi pada difusi
kedalam serat sangat lambat. Beberapa zat warna dispersi mempunyai kecepatan difusi
yang cukup besar sehingga memungkinkan celupan akan muda atau sedang dalam
waktu pencelupan yang tidak terlalu lama. Pencelupan poliester dengan zat warna
dispersi terbagi dalam tiga cara (cara carrier atau pengemban, cara HT/HP atau tekanan
dan suhu tinggi, dan cara Thermosol).
Konsentrasi zat warna dalam larutan celup tidak mempengaruhi tua mudanya
warna yang dihasilkan karena hubungan tua mudanya warna uang akan dihasilkan
adalah tergantung banyaknya zat warna yang dipakai terhadap berat bahan yang akan
dicelup.
Semakin tinggi konsentrasi zat warna didalam larutan celup, semakin besar
kecenderungan zat warna beragregasi dan menimbulkan penggumpalan yang akan
mengakibatkan pencelupan menjadi tidak sempurna.
Didalam pencelupan perlu ditambahkan lagi zat pendispersi antara 0.2 – 2 g/L
larutan celup tergantung pada vlot atau liquor ratio, kekuatan zat pendispersi akan
membentuk lapisan film (protektive film colloid) pada partikel zat warna sehingga dapat
mudah masik kedalam serat secara teratur. Reaksi antara zat warna dispersi dengan
serat poliester dapat dilihat di bawah ini :
Fungsi Zat-Zat Pembantu
Faktor lain yang tidak dapat diabaikan perannya dalam pencelupan adalah zat
pembantu. Sebab zat bantu inilah yang akan menutupi kekurangan atau sifat-sifat yang
kurang menguntungkan dalam suatu pencelupan.
Adapun zat-zat bantu yang umumnya digunakan adalah sebagai berikut :

18. Zat pengemban (Carrier)
Zat ini adalah istilah umum yang dipakai untuk sejenis zat organik yang membantu
proses pencelupan. Carrier sanggup menembus dan membuka struktur serat yang akan
dicelup, sehingga mempercepat difusi zat warna kedalam serat, dengan demikian
carrier menaikkan jumlah zat warna yang terserap.
Fungsi zat pengemban didalam larutan yang utama adalah :
a) Melunakkan serat.
b) Mempercepat proses masuknya zat warna kedalam serat.
c) Sebagai pengemban zat warna kedalam serat.
Hal ini dapat diterangkan sebagai berikut:
Kecepatan zat warna difusi kedalam serat dengan menggunakan zat pengemban
lebih besar bila dibandingkan dengan pencelupan tanpa pengemban, meskipun
besarnya zat warna lebih kecil dari pada gabungan zat warna dengan zat pengemban.
Dengan adanya zat pengemban ini menyebabkan serat poliester menggelembung,
sehingga pori-pori serat menjadi besar. Selain itu zat pengemban mempunyai afinitas
terhadap zat warna, zat warna turut dibawa masuk kedalam serat oleh pengemban. Zat
pengemban ini tidak berikatan dengan serat, pada proses pencucian reduksi, zat
pengemban akan keluar lagi dari pori-pori serat dan akan menutup, sehingga zat warna
tertinggal didalam serat.
Perlu diperhatikan bahwa zat pengemban yang dipakai harus memenuhi syaratsyarat tertentu diantaranya adalah efisien, mudah dihilangkan, tidak mempengaruhi
warna, mudah dilarutkan atau didispersikan dalam air. Karena beberapa zat pengemban
dapat menyebabkan adanya noda dan bila membersihkannya kurang sempurna maka
dapat menurunkan kekuatan dan tahan sinarnya.
Zat pendispersi
Zat pendispersi termasuk jenis surface aktive agent yang terdiri dari senyawa yang
mempunyai berat molekul tinggi dengan gugus-gugus ion dan non ion tersusun
bergantian sepanjang rantai molekulnya.
Penambahan zat pendispersi kedalam larutan dapat meningkatkan kelarutan zat warna
sampai mencapai titik optimum, dimana diatas kelarutan zat warna terlalu tinggi
sehingga zat warna yang telah diserap mudah terlepas kembali.
Natrium Alginat
Pengentalan natrium alginat sangat praktis dan relatif mudah dalam pemakainnya, serta
mudah dilarutkan. Sehingga pasta pengental mudah disiapkan. Lapisan pengental

19. mudah dicuci setelah proses pencapan atau pencelupan, walaupun pengerjaan fiksasi
dengan suhu tinggi. Persediaan larutan dapat disimpan selama 2-3 hari dan untuk
melindunginya dari serangan senyawa organik dapat ditambahkan formaldehida.
Asam asetat (CH3COOH)
Digunakan sebagai pemberi suasana asam atau alkali larutan celup. Pencelupan
poliester dengan zat warna dispersi dapat berjalan dengan baik apabila ditambahkan
asam asetat 30% dengan pH ±5. pH larutan celup ini sangat berpengaruh terhadap
kestabilan zat warna dispersi.
Pengujian Hasil Celupan
Ketahanan Luntur
Ketahanan luntur zat warna dispersi ini dipengaruhi oleh :
a) Faktor utama struktur kimia zat warna meskipun hubungan antara pengaruh struktur
kimia dan ketahanan lunturnya kurang jelas .
b) Faktor sekunder – aplikasi zat warna. Faktor ini meliputi antara lain metode
pencelupan, temperatur fiksasi, waktu pencelupan, jenis bahan yang di celup dan zat
bantu yang di gunakan.
Cara Uji Tahan Luntur
Beberapa ketahanan luntur sering di permasalahkan dapat di sebutkan antara
lain:
a) Daya tahan sublimasi
Ukuran prilaku zat warna pada fase transisi dari bentuk padat ke bentuk gas.
Sublimasi dapat terjadi pada saat fiksasi zat warna. Dalam pencelupan sistim termosol
pada waktu pengerjaan panas (Heat setting finishing) setelah pencelupan daya tahan
sublimasi di pengaruhi oleh ukuran molekul zat warna. Makin besar molekul zat warna
makin tinggi daya tahan sublimasinya (menguap masuk kedalam serat). Selain itu juga
tergantung dari pada ikatan zat warna dengan bahan.
b) Daya tahan luntur terhadap pencucian
Daya tahan luntur zat warna dispersi dipengaruhi oleh mobilitas molekul zat
warna dan adanya gugus pelarut. Umumnya zat warna dispersi menunjukan daya tahan
luntur yang baik pada polyester dalam penggunaan yang normal, akan tetapi apabila di
inginkan daya tahan luntur dengan menggunakan kain poliamid sebagai bahan penguji
maka seleksi zat warna perlu di lakukan.
c) Daya tahan terhadap thermomigrasi

20. Daya tahan luntur dari celupan bahan polyester sering menurun karena adanya
gabungan pengaruh panas dan sisa zat aktif permukaan yang terdapat pada serat. Zat
aktif permukaan yang sering berpengaruh antara lain:
zat pembantu pencelupan non ionik
zat pelemas
zat anti statik
Fenomena termomigrasi ternyata bukan hanya terjadi karena pengaruh panas tetapi
juga karena adanya penyimpanan yang lama dari bahan hasil celupan. Termomigrasi
dapat menyebabkan penurunan:
a) Daya tahan gosok
b) Daya tahan luntur terhadap pencucian
c) Daya tahan luntur terhadap air
d) Daya tahan luntur terhadap keringat
e) Daya tahan luntur terhadap sinar
f) Daya tahan luntur terhadap Dry clean.
Daftar Pustaka
a) Hasil skripsi fakultas teknik, jurusan teknik kimia, Universitas Islam Syekh Yusuf
Tangerang.
b) Diktat mata kuliah “Pencelupan” fakultas teknik, jurusan teknik kimia, Universitas
Islam Syekh Yusuf Tangerang.
c) Diktat mata kuliah “Serat – serat Tekstil” fakultas teknik, jurusan teknik kimia,
Universitas Islam Syekh Yusuf Tangerang.
d) Diktat mata kuliah “Pembuatan Serat” fakultas teknik, jurusan teknik kimia,
Universitas Islam Syekh Yusuf Tangerang
e) Diktat Kimia Organik. SMK Negeri 3 Kimia Madiun.
f) Buku referensi Pencelupan dari Institut Teknologi Tekstil, Bandung.
g) Buku pelatihan pembuatan polimer spec. PTA dari PT. Polipet, Cilegon.
h) Nn. Isminingsih, S. Teks. Msc. Dkk. 1978/1979. “Pengantar Kimia Zat Warna”.
Bandung : Institut Teknologi Tekstil
i) Wood, Kleinfelter. Keenan, dkk “ Kimia Untuk Universitas ”, Jakarta : Erlangga.
j) Ralph H. Petrucci, 1993 ; “ Kimia Dasar, Prinsip dan Terapan Modern”, Jakarta :
Erlangga

21. k) Buku referensi Kimia Polimer.
l) www.chem.is.try.org
m) www.wikipedia.or.id