MACAM MACAM KERUSAKAN SERAT TEKSTIL DAN PENGUJIANYA SMK TEKSTIL TEXMACO PEMALANG

Kerusakan Serat

7.4.1. Kerusakan Serat Selulosa

Setelah mengalami berbagai proses, ada kemungkinan selulosa mengalami kerusakan baik secara mekanik maupun secara kimia.

Selulosa dapat dipengaruhi oleh asam kuat, oksidator, alkali kuat pekat maupun jamur dan hama. Asam akan menghidrolisa selulosa menjadi hidroselulosa. Oksidator akan mengoksidasi selulosa menjadi oksiselulosa. Alkali pekat akan menggelembungkan selulosa, Jamur hama dapat memutuskan rantai-rantai selulosa.

Hidroselulosa

Apabila selulosa diserang oleh asam HCl dan H₂SO₄ maka terjadilan reaksi hidrolisa yang mengambil tempat pada jembatan, glukosida, sehingga terjadi pemutusan rantai molekul. Reaksi hidrolisa terlihat pada gambar 6 – 2.

Kedua jenis senyawa hidrolisa tersebut menyebabkan penurunan kekuatan tarik oleh karena rantai molekul menjadi lebih pendek. Pengerjaan dengan asam memungkinkan memberikan senyawa hidroselulosa jenis B.

Tetapi apabila pengeringan suhu tinggi atau dikerjakan pengalkalian yang kedua-duanya berhubungan dengan udara, maka akan terbentuk senyawa hid roselulosa jenis C.

Senyawa hidroselulosa jenis B mudah dibedakan dengan senyawa jenis C oleh karena senyawa tersebut mempunyai daya reduksi yang besar tetapi daya serat terhadap alkali dan zat warna basa kecil. Sedangkan senyawa hidroselulosa jenis C mempunyai daya reduksi yang kecil tetapi mudah larut dalamalkali dan daya serap terhadap zat warna basa adalah besar

Gambar 7 – 2
Reaksi Hidrolisa Selulosa

Oksiselulosa

Ada beberapa tingkatan reaksi oksidasi seperti terlihat pada gambar 6 – 3. Pada oksidasi sederhana misalnya oleh NaOCl dalam suasana asam, tidak terjadi pemutusan rantai tetapi hanya terjadi pembukaan cincin glukosa seperti jenis D. Dalam hal ini pernurunan kekuatan tarik tidak besar seperti jenis D. Dalam hal ini penurunan kekuatan tarik tidak besar, oleh karena itu pengelantangan rayon biasanya dilakukan dalam keadaan asam. Pengerjaan lebih lanjut dengan alkali, sudah pasti akan mengakibatkan pemutusan rantai

molekul dan memberikan hasil jenis F. Dengan demikian kekuatan tarik akan turun. Kedua jenis senyawa ini mempunyai daya reduksi karena mempunyai gugus aldehida.

Bila pengerjaan dengan alkali tersebut berhubungan dengan udara, maka oksidasi terjadi serentak memberikan hasil jenis G yang mempunyai gugus COOH, sehinggga mempunyai daya absorbsi terhadap Metylene-blue.

Pada pengerjaan dengan alkali secara normal, dengan adanya udara, pada umumnya terjadi hasil campuran sedikit jenis G disamping jenis F. Pada oksidasi yang komplex misalnya oleh NaOCl dalam suasana alkali, reaksi­reaksi di atas terjadi bersama-sama terutama terbentuk jenis G dengan campuran jenis F.

Untuk Oksiselulosa jenis D dan E, kekuatan tariknya hampir tidak berubah, tetapi viskositasnya dalam kupro amonium hidroksida menunjukkan penurunan. Hal ini disebabkan karena alkali yang ada dalam larutan tersebut masih cukup untuk memutuskan rantai selulosa yang cincin glukosanya telah terbuka, walaupun penurunan viskositasnya ini tidak sebesar jenis F dan G.

 

Penggelembungan selulosa

Seperti telah diketahui, selulosa alam terdiri dari bagian-bagian yang kristalis dan bagian-bagian yang amorf. Bagian-bagian kristalin ini demikian kompak sehingga tak dapat ditembus oleh molekul-molekul yang sangat kecil, misalnya molekul air. Bila selulosa direndam dalam air, molekul air hanya dapat masuk sampai daerah amorf dan permukaan bagian kristalin.

Dengan menambahkan zat-zat penggelembung seperti NaOH, terjadi penggelembungan serat. Bila konsentrasi NaOH ini cukup pekat yaitu 13% pada suhu 20⁰C bagian kristalin mulai menggelembung dan terjadi perubahan kisi-kisi kristal menjadi Selulosa II yang permanen (kisi-kristal selulosa alam I = selulosa).

Dalam teori, selulosa yang menggelembung ini tidak mengalami degradasi, hanya mempunyai daya serap dan reaktifitas yang lebih besar daripada asalnya. Tetapi dalam praktek mungkin terjadi pula degradasi, terutama bila berhubungan dengan udara dan terjadi oksiselulosa.

Analisa-analisa kerusakan serat selulosa

Untuk menilai kerusakan selulosa tidak dapat dilakukan hanya satu macam pengujian saja, tetapi harus beberapa macam pengujian. Di bawah ini dibicarakan secara singkat mengenai analisa dari pengujian tersebut.

1. Pengujian untuk penggelembungan selulosa

-        Seng khlorida – yodium

-        Bilangan barium (Barium aktivity number)

-        Perhitu ngan dekonvulasi (Deconvulution Count)

-        Pencelupan dengan zat warna tertentu

2. Pengujian untuk pemutusan rantai molekul

-        Fluiditas dalam kumproamonium

3. Uji gugus aldehida

-        Larutan fehling

-        Bilangan tembaga

4. Uji gugus karboksilat

-        Uji biru turnbull

-        Penyerapan metilena blue

-        Metode kalsium asetat

-        Kelarutan dalam natrium hidroksida

-        Alkalinitas dari abu selulosa

-        Penentuan  selulosa

5. Pengujian untuk kerusakan kutikula

-        Uji merah Kongo (Congo red)

-        The Extrusion-test

-        Penodaan merah rutenin

7.4.2. Kerusakan Serat Wol

Kerusakan serat wol lebih kompleks daripada selulosa. Seperti telah diketahui wol mempunyai jembatan sistina, jembatan garam dan rantai polipeptida. Wol dapat diserang oleh alkali, oksidator, khlor, reduktor, hama dan jamur. Kerusakan dapat terjadi pada sifat elastik, sistina, jembatan garam dan rantai polipeptida.

Kerusakan pada sifat elastik

Alkali menyebabkan wol larut, gas khlor merubah wol menjadi membran yang elastik dan sangat mulur yang larut perlahan-lahan dalam air. Kehilangan sifat elastik membawa konsekuensi :

-        Bahan menjadi lebih mudah diserang asam dan lebih mudah dicelup

-        Sisik-sisik melekat satu sama lain dan mudah hilang karena gesekan sehinga merugikan sifat pemakaian wol.

Kerusakan pada sistina (jembatan disulfida)

Ada tiga macam reaksi sistina yaitu :

1.        Reaksi oksidasi

 

Disulfoksida masih dapat bereaksi dengan timbal asetat membentuk Pbs yang berwarna coklat tua. Sedangkan tingkat terakhir dari oksidasi (RSO₂ SO₂R) tidak dapat bereaksi. Reaksi ini terjadi pada oksidasi dengan H₂O_2.

2.        Reaksi hidrolisa

 

Hasil akhir R’CH₂SOH larut dalam alkali sehingga kerusakan karena alkali bertambah tinggi. H₂S yang terjadi dapat bereaksi dengan timbal-asetat membentuk PbS.

Reaksi ini terjadi karena hidrolisa oleh uap air atau air mendidih atau oleh alkali. Kerusakan oleh sinar matahari merupakan campuran oksidasi dan hidrolisa.

3.      Reaksi reduksi

Reaksi terjadi selama pengerjaan dengan natrium sulfit atau bisulfit.

Oksidasi mengurangi jumlah belerang, belerang yang bereaksi menjadi belerang bebas dan dalam beberapa hal belerang yang bereaksi menjadi H₂S. Oksidasi juga menaikkan kadar sulfat, kadar belerang yang larut dalam alkali dan jumlah zat yang larut dalam alkali.

Kerusakan pada jembatan garam

Hidrolisa jembatan garam disebabkan oleh pengaruh uap air, asam, air mendidih dan agak sedikit oleh pengerjaan dengan alkali. Cara penentuan kerusakan ini berdasarkan pada jumlah zat yang terlarut dalam alkali, dan kadar amina sebagai RNHR dan R-HN₂-OOC-R.

Pengerjaan dengan asam tidak menyebabkan pengrusakan struktur serat, tetapi menyebabkan pembentukan garam, dan berikatan dengan gugus amina sehingga menurunkan bilangan yodium. Oksidasi, reduksi, pengaruh sinar, pengaruh uap, semua cenderung menaikkan kelarutan wol dalam alkali.

Kerusakan pada rantai peptida

Pemutusan rantai peptida menjadi lebih pendek dapat disebabkan oleh uap air, asam, air mendidih dan lain-lain. Efek kimianya sama seperti yang dihasilkan oleh kerusakan pada gugus amina dan jembatan garam.

Penggunaan viskositas untuk mengetahui pemutusan rantai molekul wol ternyata tidak berhasil

Kerusakan pada gugus amina

Diazotasi dan pemecahan senyawa diazo menyebabkan penurunan kadar amino primer dan karena itu mengurangi daya celup dengan zat warna asam. Bilangan yodium juga turun. Oksidasi juga mengurangi kadar amino.

Analisa-analisa yang dilakukan

Untuk memeriksa kerusakan wol dapat dilakukan pengujian-pengujian sebagai berikut :

1.    Pengujian pada sifat elastik

-        Reaksi Allworden

-        Penetrasi penodaan (stain penetration)

2.    Pengujian kerusakan sistina

-        Jumlah sulfur

-        Sulfur yang larut dalam alkali

-        Sulfur yang larut dalam alkali

-        Sulfur yang bereaksi sebagai S bebas

-        Sulfur yang bereaksi sebagai H₂S (dengan timbal asetat membentuk PbS)

-        Diagram mulur dan kekuatan (persentase relative works).

3.    Pengujian kerusakan jembatan garam

-        Jumlah nitrogen

-        Zat terlarut dalam alkali

-        Nilai yodium

-        Diagram mulur dan kekuatan (persentase relative works)

4.    Pengujian untuk pemutusan rantai peptida

-        Hasil tidak normal pada pengujian zat terlarut dalam alkali, reaksi nitrogen.

-        Hasil yang tak normal dari diagram mulur dan kekuatan.

5.    Pengujian reaksi nitrogen

-        Uji ninhidrin

6.    Pengujian kerusakan karena sinar

7.    Pengujian kerusakan karena asam

8.    Pengujian kerusakan karena oksidat

9.    Pengujian kerusakan wol secara umum

-        Pemeriksaan dengan mikroskop

-        Penggelembungan dalam air

-        Jumlah zat terlarut dalam alkali

10.  Pengujan secara kimia – fisika

-        Persentase penurunan kerja pada diagram mulur dan kekuatan pada penaikkan konsentrasi asam

-        Supercontraction

-        Permanent set

7.4.3. Kerusakan Sutera

Sutera dapat rusak karena pengaruh asam, alkali, oksidasi dan sinar. Kerusakan sutera dapat terjadi pada jembatan garam, pemecahan rantai karena alkali, pemutusan rantai karena oksidasi dan sinar.

1.    Kerusakan pada jembatan garam

Hal ini dapat disebabkan oleh pengaruh asam, menghasilkan kenaikan penggelembungan dalam alkali.

2.    Pemecahan rantai molekul karena serangan alkali.

3.    Pemutusan rantai karena oksidasi dan pengaruh sinar matahari

Analisa-analisa yang dilakukan untuk mengetahui kerusakan sutera :

-        Kadar nitrogen, sutera murni mengandung kira-kira 18,5% nitrogen

-        Penodaan untuk membedakan serisin dan fibroin

-        Pengujian fluiditas, untuk mengetahui pemutusan rental molekul

7.4.4. Kerusakan Serat Rayon Asetat

Rayon asetat mudah dipengaruhi oleh alkali dan air panas, menyebabkan hidrolisa selulosa asetat menjadi selulosa biasa. Hidrolisa ini kadang-kadang diikuti oleh pengrusakan selulosa menjadi hidro dan oksiselulosa.

Penyabunan rayon asetat terjadi apabila gugus asetil terhidrolisa menjagi gugus –CH₂OH dan garam asetat seperti reaksi di bawah ini :

 

Analisa - analisa yang dilakukan untuk mengetahui kerusakan serat karena :

1.Penyabunan asetat

-        Penodaan dengan zat warna tertentu

-        Pelarutan dalam aseton

2.Pengujian adanya gugus aldehida

3.Pengujian adanya gugus karboksilat

4.Pengujian viskositas atau fluiditas

Pengujian fluiditas dilakukan untuk mengetahui pemutusan rantai molekul.

7.4.5. Kerusakan Serat-serat Sintetik

Beberapa serat sintentik tidak tahan terhadap asam, alkali, oksidasi dan suhu tinggi, sehingga terjadi hidrolisa atau pemutusan rantai molekul, menyebabkan kekuatan tarik menurun.