Proses Simultan Teknologi Persiapan Penyempurnaan [PDF]

Citation preview

I.



MAKSUD dan TUJUAN 1) Maksud Melakukan dan menganalisis proses persiapan penyempurnaan simultan dengan pengaruh NaOH pada kain kapas dengan metode perendaman 2) Tujuan Mendapatkan hasil optimum dari proses simultan sesuai dengan evaluasi



II.



TINJAUAN PUSTAKA



2.1



Serat Kapas



2.1.1 Struktur Serat Kapas Komposisi selulosa murni diketahui sebagai suatu zat yang terdiri dari unit- unit anhidro-β-glukosa dengan rumus empiris (C6H10O5)n , dimana n merupakan derajat polimerisasi yang tergantung dari besarnya molekul.



H HO



OH



H



H



H



H



H



CH 2 OH



OH H



O



O O



H OH



H



H



OH



H



O CH 2 OH



OH H



H



H



O



H CH



CH H



OH



2



O OH



2 OH



O H



OH H



OH



H H OH



n



Struktur kimia dari selulosa adalah seperti pada Gambar 2.1.1 berikut: Sumber: Trotman, E.R., Dyeing and Chemical Technology of Textile Fibres, Fourth



Morfologi serat kapas terdiri dari penampang melintang dan membujur yang masing-masing memiliki bagian denga fungsinya masingmasing. Bagian-bagian serat kapas yang banyak berinteraksi dengan zat wat warna dalam proses pencelupan adalah bagian dinding primer, lumen, dan dinding sekunder. Bagian-bagian penampang serat kapas terlihat pada Gambar 2.1.2 berikut:



2.1.2 Sifat Kimia Serat Kapas Karena serat kapas sebagian besar tersusun atas selulosa maka sifat-sifat kimia kapas adalah sifat-sifat kimia yang selulosa. Serat kapas pada umumnya tahan terhadap kondisi penyimpanan, pengolahan, dan pemakaian yang normal, tetapi beberapa zat pengoksidasi menyebabkan kerusakan seperti penurunan kekuatan. Kerusakan karena oksidasi dengan terbentuknya oksiselulosa biasanya terjadi dalam proses pemutihan yang berlebihan, penyinaran dalam keadaan lembab, atau pemanasan yang lama dalam suhu diatas 140°C. Asam-asam menyebabkan hidrolisa ikatan-ikatan glukosa dalam rantai selulosa membentuk hidroselulosa. Asam kuat dalam larutan menyebabkan degradasi yang cepat, sedangkan larutan yang encer apabila dibiarkan dapat menyebabkan penurunan kekuatan.



Alkali



mempunyai sedikit pengaruh pada kapas, kecuali larutan alkali kuat dengan konsentrasi yang tinggi menyebabkan penggelembungan yang besar pada serat, seperti dalam proses merserisasi. Dalam kondisi ini dinding primer menahan penggelembungan serat kapas keluar, sehingga lumennya sebagian tertutup. Irisan lintang menjadi bulat, puntirannya berkurang dan serat menjadi lebih berkilau. Hal ini merupakan alas an utama mengapa dilakukan proses merserisasi. Disamping serat kapas menjadi lebih kuat dan afinitas terhadap zat warna lebih besar. 2.2



Proses Simultan Tujuan dari proses persiapan penyempurnaan simultan adalah untuk menghilangkan berbagai macam kotoran alam dan luar pada bahan tekstil secara cepat dan memberikan hasil yang relatif baik. Prinsip dari proses simultan adalah adanya kesamaan kondisi proses dan zat yang digunakan tidak saling mengganggu tujuan masingmasing proses persiapan penyempurnaan yang dilakukan. Contoh



proses



simultan



penghilangan



kanji-pemasakan-



pengelantangan. Pada proses ini digunakan zat penghilang kanji oksidator seperti pemasakan yaitu NaOH, selain menyabunkan kotoran sekaligus membantu menggelembungkan kanji dan mempercepat penguraian H2O2.



2.3



Pengaruh NaOH Semakin



banyak



NaOH



yang



digunakan,



maka



akan



meningkatkan teraktivitasnya H2O2 sehingga meningkatkan kanji dan pigmen yang hilang (teroksidasi), dan meningkatkan penyabunan zat pengotor oleh NaOH yang ada pada kain. Semakin sedikit NaOH yang digunakan, maka akan menurunkan teraktivitasnya H2O2 sehingga menurunkan kanji dan pigmen yang hilang (teroksidasi), sementara itu semakin sedikitnya NaOH akan menurunkan penyabunan zat pengotor. 2.4



Metode Exhaust Pada metoda ini kain direndam dalam larutan penghilangan kanji pada suhu dan waktu tertentu, metoda ini merupakan proses diskontinyu. Prinsip metoda ini adalah merendamkan kain pada air yang mengandung oksidator pada konsentrasi tertentu, pada suhu tertentu, dalam kurun waktu yang ditentukan, serta dibantu dengan zat – zat yang membantu pada proses ini seperti zat pembasah, dan lain-lain. Cara perendaman ini tidak banyak dipakai lagi karena reaksinya berjalan lambat dan hasilnya kurang sempurna. Perendaman yang terlalu lama menyebabkan timbulnya asam yang dapat menghidrolisa serat.



III.



PERCOBAAN



3.1



Alat dan Bahan 1) Alat a. Neraca analitik b. Gelas beaker 500 mL c. Pipet volume 10 mL d. Gelas ukur 100 mL e. Filler f.



Spatula



g. Batang pengaduk



2) Bahan a. Contoh uji kapas b. H2O2 c. NaOH d. Zat pembasah e. Aquades



3.2



Diagram Alir Persiapan alat, bahan, dan zat Uji pendahuluan : daya serap dan uji kanji



Proses simultan Bleaching Konsetrasi NaOH : 2%, 2,3%, 2,6%, 2,9%



Cuci, bilas, dan keringkan



Evaluasi : daya serap, uji kanji



3.3



Resep a. NaOH padat = 2 - 2,9% b. Pembasah = 0,5% c. H2O2



= 2%



d. Suhu larutan



= 80oC



e. Waktu peram



= 30 menit



f.



Vlot = 1:30



3.4



Skema Proses



Suhu (°C)



Skema Proses Simultan 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0



10



20



30



40



50



60



Waktu (menit)



3.5



Fungsi Zat a. NaOH, sebagai penghilang zat-zat pengotor dalam kain b. Pembasah, untuk menurunkan tegangan permukaan bahan, memudahkan bahan terbasahi c. H2O2, mendegradasi kanji dan pigmen



3.6



Langkah Kerja a. Disiapkan kain dan alat praktikum b. Ditimbang kain dan zat sesuai resep c. Dimasukan kain kedalam bejana larutan kemudian diaduk merata sesuai waktu yang tercantum pada resep d. Dilakukan proses pengamasan e. Dicuci bahan yang telah diproses pengelantangan dengan air panas dan dingin f.



Dikeringkan



g. Di test derajat putih kain



IV.



DATA PENGAMATAN Uji Kanji



Konsentrasi NaOH



Waktu serap



Derajat Putih



Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah



2%



Biru



Kuning



60 detik



1 detik



4



10



2,3%



Biru



Kuning



60 detik



1 detik



9



15



2,6%



Biru



Kuning



60 detik



1 detik



5



5



2,9%



Biru



Kuning



60 detik



2 detik



12



10



V.



PERHITUNGAN



7.1



Perhitungan Resep 1) Variasi Konsentrasi NaOH 2% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑖𝑛 = 6,96 𝑔𝑟𝑎𝑚



𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 =



1 1 ∙ 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑖𝑛 = ∙ 6,96 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 208,8 𝑔𝑟𝑎𝑚 1 𝑉𝑙𝑜𝑡 30 ≅ 208,8 𝑚𝐿



𝑉𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ = 0,5% ∙ 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 0,5% ∙ 208,8 𝑚𝐿 = 1,04 𝑚𝐿 𝑚𝑁𝑎𝑂𝐻 = 2% ∙ 𝑚𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 2% ∙ 208,8 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 4,18 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑉𝐻2 𝑂2 = 2% ∙ 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 2% ∙ 208,8 𝑚𝐿 = 4,18 𝑚𝐿 𝑉𝑎𝑖𝑟 = 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 − 𝑉𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ − 𝑉𝐻2 𝑂2 = 208,8 − 1,04 − 4,18 = 203,58 𝑚𝐿



2) Variasi Konsentrasi NaOH 2,3% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑖𝑛 = 6,80 𝑔𝑟𝑎𝑚



𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 =



1 1 ∙ 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑖𝑛 = ∙ 6,80 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 204 𝑔𝑟𝑎𝑚 ≅ 204 𝑚𝐿 1 𝑉𝑙𝑜𝑡 30



𝑉𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ = 0,5% ∙ 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 0,5% ∙ 204 𝑚𝐿 = 1,02 𝑚𝐿 𝑚𝑁𝑎𝑂𝐻 = 2,3% ∙ 𝑚𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 2,3% ∙ 204 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 4,69 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑉𝐻2 𝑂2 = 2% ∙ 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 2% ∙ 204 𝑚𝐿 = 4,08 𝑚𝐿 𝑉𝑎𝑖𝑟 = 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 − 𝑉𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ − 𝑉𝐻2 𝑂2 = 204 − 1,02 − 4,08 = 198,9 𝑚𝐿



3) Variasi Konsentrasi NaOH 2,6% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑖𝑛 = 6,90 𝑔𝑟𝑎𝑚



𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 =



1 1 ∙ 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑖𝑛 = ∙ 6,90 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 207 𝑔𝑟𝑎𝑚 ≅ 207 𝑚𝐿 1 𝑉𝑙𝑜𝑡 30



𝑉𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ = 0,5% ∙ 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 0,5% ∙ 207 𝑚𝐿 = 1,04 𝑚𝐿 𝑚𝑁𝑎𝑂𝐻 = 2,6% ∙ 𝑚𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 2,6% ∙ 207 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 5,38 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑉𝐻2 𝑂2 = 2% ∙ 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 2% ∙ 207 𝑚𝐿 = 4,14 𝑚𝐿 𝑉𝑎𝑖𝑟 = 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 − 𝑉𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ − 𝑉𝐻2 𝑂2 = 207 − 1,04 − 4,14 = 201,82 𝑚𝐿



4) Variasi Konsentrasi NaOH 2,9% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑖𝑛 = 7,16 𝑔𝑟𝑎𝑚



𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 =



1 1 ∙ 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑖𝑛 = ∙ 7,16 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 214,8 𝑔𝑟𝑎𝑚 ≅ 214,8 𝑚𝐿 1 𝑉𝑙𝑜𝑡 30



𝑉𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ = 0,5% ∙ 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 0,5% ∙ 214,8 𝑚𝐿 = 1,08 𝑚𝐿 𝑚𝑁𝑎𝑂𝐻 = 2,9% ∙ 𝑚𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 2,9% ∙ 214,8 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 6,23 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑉𝐻2 𝑂2 = 2% ∙ 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 2% ∙ 214,8 𝑚𝐿 = 4,30 𝑚𝐿



𝑉𝑎𝑖𝑟 = 𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 − 𝑉𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ − 𝑉𝐻2 𝑂2 = 214,8 − 1,08 − 4,30 = 209,42 𝑚𝐿 7.2



Perhitungan Berat Kain 1)



Variasi Konsentrasi NaOH 2% % 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 =



𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 − 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 ∙ 100% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙



% 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 =



6,96 − 5,82 ∙ 100% 6,96



% 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = 16,38% 2) Variasi Konsentrasi NaOH 2,3% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 − 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 ∙ 100% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 6,80 − 5,72 % 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = ∙ 100% 6,80



% 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 =



% 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = 15,88%



3) Variasi Konsentrasi NaOH 2,6% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 − 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 ∙ 100% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 6,90 − 5,71 % 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = ∙ 100% 6,90



% 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 =



% 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = 17,24%



4) Variasi Konsentrasi NaOH 2,9% % 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 =



𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙 − 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 ∙ 100% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙



% 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 =



7,16 − 5,94 ∙ 100% 7,16



% 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = 17,03%



VI.



DISKUSI



7.1



Pengurangan Berat



Grafik % Pengurangan Berat Kain 17.4



% Pengurangan Berat



17.2 17 16.8 16.6 16.4 16.2 16 15.8 0



0.5



1



1.5



2



2.5



3



3.5



Konsentrasi NaOH (g/l)



Grafik 7.1 Konsentrasi NaOH (g/l) terhadap % Pengurangan berat



Pada grafik, dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi NaOH yang digunakan dalam larutan maka semakin besar juga % pengurangan berat kainnya. Hal ini disebabkan NaOH berperan sebagai pengaktivasi H2O2 dan juga menyabunkan minyak (kotoran), sehingga semakin besar konsentrasi NaOH maka semakin cepat juga aktivasi H2O2 yang mana pengaktivasian tersebut akan melepaskan On yang akan mengoksidasi kanji yang memiliki derajat polimerisasi cukup tinggi dan pigmen yang berwarna sehingga kanji memiliki derajat polimerisasi yang kecil sehingga menyebabkan kanji yang tidak larut menjadi larut, dan pigmen menjadi tidak berwarna karena terjadi oksidasi pada gugus azo. Sementara itu, semakin tinggi konsentrasi NaOH maka semakin tinggi juga NaOH menyabunkan kotoran yang tidak larut dalam air menjadi sabun yang larut dalam air.



7.2



Kanji, Daya Serap, dan Derajat Putih



Konsentrasi NaOH



Uji Kanji



Waktu serap



Derajat Putih



Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah



2%



Biru



Kuning



60 detik



1 detik



4



10



2,3%



Biru



Kuning



60 detik



1 detik



9



15



2,6%



Biru



Kuning



60 detik



1 detik



5



5



2,9%



Biru



Kuning



60 detik



2 detik



12



10



Pada data pengamatan, terlihat bahwa kanji pada kain menghilang setelah dilakukan proses simultan desizing-scouring-bleaching. Hal ini disebabkan kanji pada kain menjadi larut karena derajat polimerisasinya menurun yang diakibatkan oleh H2O2 yang diaktivasi oleh NaOH. Sementara waktu serap air pada kain terlihat bahwa setelah dilakukan proses simultan desizing-scouring-bleaching, rata-rata waktu serap air pada kain adalah satu detik. Hal ini disebabkan kanji dan kotoran (minyak) yang menghambat penyerapan air pada kain, kanji larut oleh H2O2 yang diaktivasi oleh NaOH dan kotoran disabunkan oleh NaOH. Sehingga semakin besar konsentrasi NaOH maka waktu serapnya semakin mendekati satu detik. Sedangkan pada derajat putih kain, terlihat bahwa kain semakin putih setelah dilakukan proses simultan desizing-scouringbleaching. Hal ini disebabkan pigmen yang terdapat pada kain teroksidasi oleh On yang dilepaskan oleh aktivasi H2O2 oleh NaOH menjadi molekulmolekul yang lebih kecil sehingga pigmen larut dalam air sehingga kain terlihat lebih putih. Sehingga semakin besar konsentrasi NaOH pada larutan maka semakin putih juga kain tersebut.



VII.



KESIMPULAN Berdasarkan praktikum, dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi NaOH yang digunakan pada larutan simultan desizingscouring-bleaching, maka semakin besar juga % pengurangan beratnya, kanji pada kain hilang, waktu serapnya semakin mendekati satu detik, dan semakin putih kainnya dengan konsentrasi NaOH optimum terdapat pada 2 g/l.



VIII. DAFTAR PUSTAKA 1) Noerati,dkk. 2013. PLGP Teknologi Tekstil. Bandung: STT Tekstil. 2) Soeparman. 1972. Teknologi Kimia tekstil. Bandung:Gramedia



LAPORAN PRAKTIKUM TEKNOLOGI PERSIAPAN PENYEMPURNAAN Pengaruh Variasi NaOH pada Proses Persiapan Penyempurnaan Simultan Metode Perendaman pada Kain Kapas



Nama : Adhitya Fatturahman (17020002) Aditya Susanto (17020004) Adzarani Alifanisa F (17020006) Cakra Bayu P (17020019) Group : 2K1 Dosen : Ir. Elly K., Bk. Teks., M.Pd. Asisten Dosen : Ikhwanul Muslim, S.ST., MT Eka O., S.ST., MT



POLITEKNIK STTT BANDUNG 1. (Jl. Jakarta No.31, Kebonwaru, Batununggal, Kota Bandung, Jawa Barat 40272)



2018