Laporan Bleaching [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNOLOGI PERSIAPAN PENYEMPURNAAN PROSES BLEACHING (PENGELANTANGAN) KAIN KAPAS MENGGUNAKAN OKSIDATOR METODA EXHAUST DAN PAD STEAM DENGAN VARIASI ZAT YANG DIGUNAKAN



Disusun oleh : Kelompok 4 Anggota : Achmad Fauzi (15020001) Asty Fithriyyah H (15020004) Izmie Khoerunnisa (15020015) Mila Astarina W (15020020) Dosen : M.Ichwan.,AT.,MS.Eng. Asisten : Ikhwanul Muslim, S.T., M.T Yayu E.Y.,S.ST Tanggal praktikum : 14 Oktober 2016



POLITEKNIK SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL BANDUNG 2016 I. Maksud danTujuan 1.1 Maksud



1.1.1 Menghilangkan kotoran dalam bahan tekstil menggunakan oksidator dengan cara exhaust dan pad-steam agar bersih dari kotoran alami dan kotoran luar agar mempunyai derajat putih yang baik. 1.2 Tujuan 1.2.1 Melakukan proses bleaching dengan variasi zat yang digunakan dan mengevaluasi hasilnya berdasarkan ranking derajat putih II. Teori Dasar II.1 Serat Kapas Kandungan terbesar dari serat kapas adalah selulosa, pektin, zat – zat yang mengandung protein, lilin, abu dan zat lain selulosa akan menyulitkan masuknya zat warna pada proses pencelupan, oleh karena



itu



zat



selain



selulosa



dihilangkan



dalam



proses



pemasakan.



Sifat kimia serat kapas, yaitu : 1. Tahan terhadap kondisi penyimpanan, pengolahan, danpemakaian normal. 2. Rusak oleh oksidator dan penghidrolisa. Kerusakan karena oksidasi



atau



kekuatan.



penghidrolisa



Kerusakan



dapat menyebabkan



karena



oksidasi



ditandai



penurunan dengan



terbentuknya oksiselulosa yang terjadi pada pemutihan yang berlebihan, penyinaran dalam kondisi lembab atau pemanasan yang lama padasuhu 140℃ 3. Cepat rusak oleh asam kuat pekat dan rusak perlahan oleh asam encer. Asam – asam menyebabkan hidrolisa ikatan-ikatan glukosa dalam rantai selulosa membentuk hidro selulosa. Asam kuat dalam larutan menyebabkan degradasi yang cepat sedangkan larutan yang



encer



apabila



dibiarkan



menyebabkan penurunan kekuatan.



mongering



pada



seratakan



4. Sedikit terpengaruh oleh alkali, kecuali larutan alkali kuat yang menyebabkan penggelembungan serat. Pada proses ini dinding primer menahan penggelembungan serat kapas keluar sehingga bagian lumennya sebagian tertutup, irisan melintang menjadi lebih bulat, puntirannya berkurang dan



serat menjadi lebih berkilau,



lebih kuat dan afinitas terhadap zat warna menjadi lebih besar. 5. Larut dalam kupro amonium hidroksida dan kupri etilen diamin. Mudah terserang jamur dan bakteri dalam keadaan lembab dan hangat. 2.2 Pengelantangan Proses pengelantangan adalah proses untuk menghilangkan warna alam (pigmen alam) yang ada pada bahan tekstil sehingga diperoleh bahan yang lebih putih, baik menggunakan zat oksidator maupun reduktor. Pigmen-pigmen alam pada bahan tekstil umumnya terdapat pada bahan dari serat-serat alam baik serat tumbuh- tumbuhan maupun serat binatang yang tertentu selama masa pertumbuhan. Sedangkan bahan tekstil dari serat



sintetik



tidak perlu dikelantang, karena pada proses pembuatan seratnya sudah mengalami pemurnian dan pengelantangan, tetapi untuk bahan tekstil yang terbuat dari campuran serat sintetik dan serat alam diperlukan proses pengelantangan terutama prosesnya ditujukan terhadap serat alamnya. Untuk menghilangkan pigmenpigmen alam tersebut hanya dapat dilakukan dalam proses pengelantangan dengan menggunakan zat pengelantang yang bersifat oksidator atau yang bersifat reduktor. Pengelantangan dapat dilakukan sampai memperoleh bahan yang putih sekali, misalnyauntuk bahan-bahan yang akan dijual sebagai benang putih atau kain putih, tetapi dapat pula dilakukan hanya sampai setengah putih khususnya untuk bahan-bahan yang akan dicelup atau berdasarkan penggunaan akhirnya. 2.3 Tujuan Pengelantangan



Tujuan proses pengelantangan adalah untuk menghilangkan kotoran-kotoran organic yang terwujud sebagai pigmen-pigmen warna alami yang tidak bisa hilang hanya dengan proses pemasakan saja. Hal yang sangat berbeda antara pengelantangan dan pemutihan optic adalah untuk menambah kecerahan bahan karena bahan mampu memantulkan sinar lebih banyak sehingga kain nampak lebih putih dan lebih cerah. 2.4 Zat Pengelantangan Proses pengelantangan yang dilakukan pada selulosa umumnya menggunakan zat oksidator sebagai zat pengelantang. Zat pengelantang yang bersifat oksidator dibagi menjadi 2 golongan, yaitu: a) Mengandung chlor : natrium hipoklorit (NaOCl), natrium klorit (NaClO2), dan kaporit (CaOCl2) b) Tanpa chlor : hydrogen peroksida (H2O2), natrium peroksida (Na2O2),



natrium



boraks



(Na2BO3),



kalium



permanganate



(KMnO4), kalium kromat (K2CrO4). 2.5 Mekanisme Pengelantangan Proses pengelantangan ini dilakukan dengan merendam bahan dengan suatu larutan yang mengandung zat pengelantang yang bersifat oksidatormaupun zat pengelantang yang bersifat reduktor. Senyawa-senyawa organic dalam bahan yang mempunyai ikatan rangkap dioksidasi atau di reduksi menjadi ikatan tunggal atau menjadi senyawa yang lebih sederhana sehingga bahan tekstil tersebut menjadi putih. Reaksi penguraian H2O2



Faktor-2 yang berpengaruh pada peroxide bleaching : 1. Efek pH Larutan memiliki pH asam (ditambahkan H2SO4 sebagai penstabil) pH optimum yg pengelantangan yaitu pH 10-11. 2. Efek Suhu Suhu



dibawah



80oC



pelepasan



ion



HO2-



sedikit,



suhu



pengelantangan kapas 90-100oC Suhu >100oC (HT/HP : 120oC) : peguaraian H2O2 terlalu cepat shg dapat merusak serat selulosa (oksiselulosa). 3. Efek katalis Logam-2 besi (ion Fe 2+, Fe 3+,Cu2+,Mn2+) dapat mempercepat penguraian H2O2 menghasilkan Oksigen aktif : menyerang selulosa pada posisi tertentu : terjadi lobang pada kain (pin hole), untuk mengatasinya : kain direndam dalam larutan asam encer, atau gunakan stabiilisator H2O2



Reaksi katalisasi logam pada proses bleaching :



4. Efek stabilisator Mengontrol pelepasan ion perhidroksil (-OOH) dan free radical spesies (O*) sehingga mencegah dekomposisi H2O2 yg terlalu cepat dan mencegah kerusakan serat Jenis Stabisator : Alkali : Sodium Silikat (Na2SiO3) Dispersant : Acrylate, phosphonate Sequesterant : EDTA,DTPA , dll In-Organic salt : Magnesium sulfate : MgSO4.7H2O Coloid stabiliser : Acrylate polymer Mekanisme : Mengikat ion-ion logam dalam air proses.



NaSilikat : banyak digunakan sebagai stabilisator karena dapat mengikat logam dan menstabilkan pH alkali namun kondisi air sebaiknya bebas sadah : Ca/Mg Silikat : pegangan kasar pada bahan Organik stabilisator : lebih tahan oksidasi, suhu tinggi, dan tetap larut. 5. Efek konsentrasi Tergantung pada : • Jenis bahan (kain berat,sedang,ringan) • Suhu • Vlot • Konsentrasi terlalu tinggi : merusak serat • Batch proses (2-4% owf), LR 1:10; 1:20 • Continuous : (1-2% owf) 6. Efek waktu Tergantung pada :  Jenis bahan (kain berat,sedang,ringan)  Suhu  Vlot  Konsentrasi terlalu tinggi : merusak serat  Batch proses (2-4% owf), LR 1:10; 1:20  Continuous : (1-2% owf) 2.6 Metoda Pengelantangan Metoda yang digunakan untuk proses pengelantangan dapat dilakukan secara bak maupun kontinyu. Pengelantangan pada kondisi suhu kamar dapat juga dilakukan dengan menggunakan bak atau J-Box tanpa pemanasan. Pada system kontinyu (dibenam peras) dengan larutan pengelantang diamkan selama waktu tertentu bergantung dari klor aktif yang digunakan. III. Praktikum III.1 Percobaan III.1.1 Alat dan Bahan A. Alat 1. Beaker gelas 500ml 2. Pengaduk kaca 3. Kasa + kaki tiga + bunsen 4. Timbangan digital



5. Kain kapas 6. Termometer 7. Pemanas 8. Padder B. Bahan 1. H2O2 2. Wetting agent 3. NaOH 35 ° Be 4. Stabilisator 3.1.2 Diagram alir 3.1.3 Perhitungan dan resep zat Variasi 1 Asty F



Variasi 2 Achmad fauzi



Variasi 3 Mila Astarina



Variasi 4 Izmie K



20 ×210=4.2 ml 1000



H2O2 NaOH 35 ° Be



30 ml



1 ×210=0.21 ml 1000



-



1 ml



1 ×210=0.21 ml 1000



Wetting agent



Stabilisator



-



1 ml



2 ×210=0.42 ml 1000



-



3.1.4 Data percobaan dan evaluasi Skor derajat putih variasi



Berat awal



Derajat putih



∑ skor



Nilai



1



6.40 gram



3



3



1



4



11



2



6.72 gram



2



1



3



2



8



3



6.01 gram



4



4



4



3



15



2 ml



4



6.86 gram



1



2



2



1



6



Variasi Resep Terhadap Derajat Putih 16



15



14 1211 10



Skor Derajat Putih



8



8 6



6 4 2 0 Variasi 1



Variasi 2



Variasi 3



Variasi 4



Variasi Resep



IV.Diskusi Variasi pertama Pada variasi kedua dengan metode exhaust, zat yang digunakan adalah H2O2 , NaOH, dan wetting agent. Hasilnya pada evaluasi derajat putih diperoleh hasil yang lebih rendah daripada variasi pertama dan ketiga. Hal ini dikarenakan tidak digunakannya stabilisator sehingga ion perhidroksil dan oksigen radikal kurang terkontrol serta pada proses pemanasan, suhu yang digunakan kurang stabil pada suhu 100 ℃



sehingga proses oksidasi



pigmen pada kain kurang optimum dan menyebabkan pigmen masih tertinggal pada kain katun sehingga warna kain menjadi kurang putih. Pada variasi ketiga, diperoleh derajat putih paling tinggi karena pada prosesnya menggunakan resep paling lengkap diantara yang lain yaitu H2O2, NaOH, wetting agent, stabilisator dengan metode exhaust sehingga pigmen warna yang terdapat pada kain kapas yang berwarna kuning teroksidasi oleh oksigen radikal yang dihasilkan oleh hydrogen peroksida sehingga ikatan rangkap pada pigmen tersebut terputus menjadi ikatan tunggal yang struktur molekulnya berubah sehingga tidak dapat mereflektansikan kembali cahaya, akibatnya warna kain menjadi putih. Dengan adanya natrium hidroksida, proses pengelantangan menjadi optimal karena pelepasan ion HO2- optimal pada pH 10-11. Adanya wetting agent atau zat pembasah juga membantu meratakan pembasahan kain oleh larutan bleaching sehingga pigmenpigmen dalam kain dapat teroksidasi secara merata. Stabilisator sangat membantu karena zat tersebut menstabilkan kinerja peroksida pada saat



pelepasan ion perhidroksil dan oksigen radikal serta menghambat katalisasi dari logam yang terdapat pada kain dan air proses sehingga kain tetap utuh tanpa ada lubang-lubang kecil. Pada variasi keempat, zat yang digunakan dengan metode pad-steam yaitu H2O2, NaOH, wetting agent, dan stabilisator. Penggunaan variasi H2O2 yang digunakan pun lebih banyak dari variasi yang lain karena dalam metode pad-steam tidak menggunakan volt. Percobaan dilanjutkan dengan NaOH pada pH 11, pH yang optimum pada proses pengelantangan. Semakin tinggi pH maka H2O2 yang terurai pun semakin banyak. Untuk mengendaikan kinerja H2O2 ditambahkan stabilisator yang menghambat H2O2 yang dapat terkatalisasi oleh logam. Dalam variasi 4 ini, diperoleh hasil derajat putih yang sangat berbeda dari variasi sebelumnya karena hasil kain yang diperoleh kurang putih karena pada proses pad-steam reaksi oksidasi kurang optimal yang dipengaruhi oleh suhu yang kurang tinggi serta waktu yang kurang lama.