Pencelupan Nylon Menggunakan ZW Asam

  1. Serat Poliamida

Polymer poliamida (nylon) adalah polimer yang dibentuk dari asam karboksilat dan amino. Jenis asam karboksilat dan amino sangat bervariasi sehingga terbentuk poliamida yang sangat bervariasi, misalnya nylon 6, nylon 66, nylon 11 dll. Yang paling banyak diproduksi adalah 6 dan 66. Gugus penghubung (-OH-CO-), nylon 6 dibuat dari senyawa kaprolaktom dan nylon 66 dibuat dari senyawa asam adipat dengan heksa metilen diamina.        

H2N – CONH – CONH – CONH – COOH

Ujung ujung polimer terdapat gugus fungsi NH2 (amino) dan COOH (karboksilat) dan sebagai penghubungnya adalah gugus amida (-CONH-). Jumlah NH2 dan COOH tergantung pada banyaknya polimer yang menyusun sebuah serat . RH standar 4,0 – 4,5 % karena serat poliamida ini mempunyai gugus fungsional maka serat ini masih mungkin bereaksi dengan zat-zat lain sedangkan poliester tidak mempunyai gugus fungsional sehingga daya serapnya lebih besar dari poliester (sekitar 4,5). Gugus NH2 bersifat basa lemah yang dapat menarik air dan gugus karboksilat . Yang membedakan antara nylon 6 dan nylon 66 adalah sifat fisikanya sedangkan sifat kimianya relatif kimia, misalnya titik leleh nylon 6 = 2150C <nylon 66 = 2500C, penyerapan nylon 6 > nylon 66 ini disebabkan oleh perbedaan struktur fisik yaitu perbedaan DO dan DK. Poliamida ini dapat dicelup dengan zat warna dispersi asam (kompleks logam, mordan) dispersi – reaktif.

  1. Pembuatan Poliamida (Nylon)

Nilon atau poliamida yang dibuat dari heksa metilen diamina dan asam adipat,

NH2(CH2)6NH2 + COOH(CH2)4COOHà NH2(CH2)6NHCO(CH2)4COOH + H2O

           heksa metilena diamina                     asam adipat

 

       Kemudian molekul-molekul tersebut bereaksi lagi membentuk molekul yang panjang. Pembuatan nilon diawali dengan pembuatan bahan baku yaitu asam adipat dan heksa metilena diamina. Asam adipat dibuat dari fenol melalui pembentukan sikloheksanol dan sikloheksanon. Sedangkan heksa metilena diamina dibuat dari asam adipat dengan melalui pembentukan amida dan nitril. Setelah bahan baku diperoleh maka dilakukan pembuatan polimer yang didahului dengan pembuatan daram nilon, polimerisasi dan penyetopan panjang rantai. Pada pembuatan garam nilon asam adipat dan heksa metilena diamina dilarutkan dalam metanol secara terpisahdan setelah dicampurkan akan terbentuk endapan heksametilena diamonium adipat (garam nilon).              Pada pemintalan nilon kehalusan filamen tidak bergantung pada diameter lubang spineret, tetapi bergantung pada :

ÆSifat polimer.

ÆKecepatan penyemprotan polimer melalui spineret

ÆKecepatan penggulungan filamen

Untuk mendapatkan derajat orientasi tinggi, filamen yang terbentuk ditarik dalam keadaan dingin. Panjangnya kira-kira menjadi empat atau lima kali panjang semula.

 

  1. Sifat Polyamida/Nylon
  2. Kekuatan mulurnya

Nilon mempunyai kekuatan dan mulur berkisar dari 8,8 gram per denier dan 18 %, sampai 4,3 gram per denier dan 45 %. Kekuatan basahnya 80-90 % dari kekuatan kering.

  1. Tahan gosokan dan tekukan

Tahan gosok dan tekukan nilon tinggi sekitar 4-5 kali dari tahan gosok wol.

  1. Elastisitas

Selain mulurnya tinggi (22 %), nilon juga mempunyai elastisitas tinggi. Pada penarikan 8 % nilon elastis 100 % dan pada penarikan 16 %, nilon masih mempunyai elastisitas 91 %.

  1. Berat jenis

Berat jenis nilon 1,14.

  1. Titik leleh

Nilon meleleh pada suhu 263oC dalam atmosfer mitrogen dan diudara pada suhu 250oC.

  1. Sifat kimia

Æ  Nilon tahan terhadap pelarut dalam pencucian kering.

Æ  Nilon tahan terhadap asam encer.

Æ  Dalam HCl pekat mendidih dalam beberapa jam akan terurai menjadi asam adaipat dan heksa metilena diamonium hidroklorida.

Æ  Nilon sangat tahan terhadap basa.

Æ  Pelarut yang bisa melarutkan nilon diantaranya asam formiat, kresol dan fenol.

  1. Sifat biologi

Æ  Nilon tahan terhadap serangan jamur, bakteri, dan serangga.

  1. Moisture Regain

Pada kondisi standar (RH 65 % dan suhu 21oC) moisture regain nilon 4,2 %.

 

  1. 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 oganik dimana anionnya merupakan komponen yang berwarna. Zat warna asam mempunyai afinitas terhadap serat-serat protein dan poliamida misalnya serat wol dan poliamida.

  1. Struktur kimia zat warna asam

Struktur kimia zat warna asam menyerupai zat warna direk, merupakan senyawa yang mengandung gugus-gugus sulfonat atau kaboksilat sebagai gugus pelarut.

ÆGolongan 1

Yakni zat warna asam derivat trifenilmetan misalnya Xylene Blue VS (C.I. Acid Blue).

 

 

 

 

ÆGolongan 2

+

N (C2H5)2

 

Yakni zat warna asam derivat Xanten misalnya Lissamine Rhodamine B (C.I. Acid Red 52).

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÆGolongan 3

Yakni zat warna asam yang merupakan senyawa-senyawa nitroaromatik, misalnya Naphtol Yellow 1 (C.I. Acid Yellow 1).

 
 

 

 

 

 

 

 

 

ÆGolongan 4

Yakni zat warna asam yang merupakan senyawa-senyawa Azo misalnya Azo-Garanine 2G (C.I. Acid Red 1).

 
 

 

 

 

 

 

 

 

ÆGolongan 5

Yakni zat warna asam yang mempunyai inti pirazplon, misalnya Tartrazine

 
 

 

 

 

 

 

 

ÆGolongan 6

Yakni zat warna asam derivat antrakwinon, misalnya Solvay Blue B (C.I. Acid Blue 45).

 
 

 

 

 

 

 

 

 

Menurut cara pemakaiannya zat warna asam dapat digolongkan menjadi tiga golongan yaitu sebagai berikut :

ÆGolongan 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 penyerapan 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.

ÆGolongan 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.

ÆGolongan 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 berketahanan baik.

Sifat

Golongan Zat Warna Asam

Leveling

Milling

Super Milling

Tahan luntur warna (basah)

Kurang

Baik

Sangat baik

Cara celup

Asam sulfat

Asam asetat

Amonium asetat

pH pencelupan

2 – 4

4 – 6

6 – 7

Kerataan

Baik

Agak kurang

Sangat kurang

Sifat zat warna

BM rendah

Larutan molekul larut tinggi

BM rendah

Larutan molekul larut rendah

BM tinggi

Larutan molekul larut rendah

Afinitas anion

Rendah

Tinggi

Sangat tinggi

  1. Pencelupan Serat Poliamida Dengan Zat Warna Asam

Serat nilon/poliamida merupakan serat sintetik, zat warna asam dapat digunakan untuk mencelup serat nilon. Zat warna asam yang mengandung logam dapat digunakan untuk mencelup warna tua dengan ketahanan yang cukup tinggi. Tetapi tidak dapat menutupi kekurangan molekul poliamida dalam serat.

Dalam mekanisme pencelupan serat poliamida dengan zat warna asam, gugusan amina primer pada molekul poliamida memegang peranan penting. Gugusan amina tersebut mudah mengikat ion hidrogen untuk membentuk gugusan amonium. Gugusan ini yang dapat mengikat anion zat warna. Tetapi karena jumlah gugusan amina sangat sedikit maka diperoleh penyerapan yang besar terutama pada pencelupan yang menggunakan campuran zat warna yang mempunyai daya serap yang berbeda.

  1. Mekanisme Pencelupan

Serat poliamida mempunyai gugus sebagai berikut :

Gugus ujung amino (NH4), gugus ujung karboksil (COOH) dan gugusan amida. Dengan menghilangkan gugus-gugus lain yang tidak penting dalam pencelupan ini maka struktur rantai molekul poliamida, dalam suasana asam berbeda-beda, dapat ditulis sebagai berikut :

 

H2N     —-     NH     —-     COOH

             keadaan netral                     keadaan asam lemah

 

NH3 – NH – COO à NH3+ – NH – COOH à NH3+ – NH3+ – COOH

      (asam lemah)                              (keadaan asam sangat kuat pH <2)

 

Ada 3 hal yang dapat dibedakan :

  1. pH 9 – 6

     Pada bagian ini asam diabsorbsi, serat menerima proton yang ditangkap oleh gugus ujung amono.

NH2 – NH – COOH + H+

                                                            NH3+ – NH – COOH

     NH3+ – NH COO + H+

  1. pH 6 – 2,5

Penambahan asam selanjutnya hanya mengecilkan pH larutan, serat tidak menerima tambahan proton.

  1. pH dibawah 2,5

Pada bagian ini serat mengabsorbsi asam lagi. Hal ini dapat diduga bahwa proton ditangkap oleh gugus amino.

NH3+ – NH – COOH + H+ à NH3+ – NH2+ – COOH

Muatan positif pada gugus-gugus tersebut dapat mengambil anion dengan membentuk ikatan garam. Suatu zat warna asam mengandung sebuah atau beberapa anion gugus asam, misalnya gugus asam sulfonik (-SO3H). Bila gugus sisa molekul zat warna disebut F, maka beberapa macam jenis zat warna asam dapat ditulis sederhana.

Zat warna asam mempunyai afinitas yang baik dalam daerah pH netral, dapat berikatan dengan serat. Pemberian elektrolit yang menghambat penyerapan zat warna asam pada serat nilon disebabkan karena anion elektrolit memiliki struktur yang lebih sederhana, sehingga lebih mudah bergerak dan berikatan dengan serat. Atan tetapi karena ikatan tersebut lemah, pada akhirnya ikatan tersebut dapat digantikan dengan ikatan antara zat warna dengan seratnya.

 

 

1.1.1.      Pencucian Reduksi

  • Sabun teepol         1 cc/L
  • NaOH                   2 g/L
  • Na2S2O4                     2 g/L
  • Vlot                      1 : 20
  • Suhu                     80oC
  • Waktu                   10 menit

 

1.1     Diagram Alir

 
 

 

 
 

 

 
 

 

 

 

1.2     Skema Proses

1.2. 

1.3. 

Buffer

Zat perata

Asam

Kain

NaCl

 

ZW

 

45’

 

15’

 

40’

 

10’

 

10’

 

40oC

 

100oC

 

 

 

1.3     Fungsi Zat

  1. Zat warna asam milling berfungsi mencelup dan memberi warna pada serat poliamida.
  2. Asam asetat berfungsi mengatur pH larutan celup (pH 5-6) dan memberikan suasana asam pada proses pencelupan agar pencelukpan dengan zat warna asam optimum.
  3. Na Asetat berfungsi sebagai buffer atau larutan penyangga agar pH larutan celup stabil.
  4. NaCl berfungsi menambah penyerapan zat warna dalam kondisi asam dan menghambat penyerapan zat warna pada kondisi sedikit asam.
  5. Na2CO3 berfungsi menghilangkan sisa zat warna pada permukaan serat ketika proses pencelupan.
  6. Teepol berfungsi menghilangkan sisa zat warna yang tidak mewarnai serat dan juga sisa zat proses.Penelupan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s