ZAT WARNA REAKTIF SMK TEKSTIL TEXMACO PEMALANG

Zat Warna Reaktif

Zat warna reaktif adalah suatu zat warna yang dapat mengadakan reaksi dengan serat (ikatan kovalen) sehingga zat warna tersebut merupakan bagian dari serat. Zat warna reaktif yang pertama diperdagangkan dikenal dengan nama Procion. Zat warna ini terutama dipakai untuk mencelup serat selulosa, serat protein seperti wol dan sutera dapat juga dicelup dengan zat warna ini. Selain itu serat poliamida (nilon) sering juga dicelup dengan zat warna reaktif untuk mendapatkan warna muda dengan kerataan yang baik.

Nama dagang zat warna reaktif adalah :

-        Procion            (I.C.I)

-        Cibacron          (Ciba Geigy)

-        Remazol          (Hoechst)

-        Levafix             (Bayer)

-        Drimarine         (Sandoz)

-        Primazine        (BASF)

9.9.1. Sifat –sifat

Zat warna reaktif termasuk golongan zat warna yang larut dalam air. Karena mengadakan reaksi dengan serat selulosa, maka hasil pencelupan zat warna reaktif mempunyai ketahanan luntur yang sangat baik. Demikian pula karena berat molekul kecil maka kilapnya baik.

Berdasarkan cara pemakaiannya, zat warna reaktif digolongkan menjadi dua golongan, yaitu :

1.   Zat warna reaktif dingin

Yaitu zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan tinggi, dicelup pada suhu rendah. Misalnya procion M, dengan sistem reaktif dikloro triazin.

2.   Zat warna reaktif panas

Yaitu zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan rendah, dicelup pada suhu tinggi. Misalnya Procion H, Cibacron dengan sistem reaktif mono kloro triazin, Remazol dengan sistem reaktif vinil sulfon.

Di dalam air, zat warna reaktif dapat terhidrolisa, sehingga sifat reaktifnya hilang dan hal ini menyebabkan penurunan tahan cucinya.

Hidrolisa tersebut menurut reaksi sebagai berikut :

D-Cl+H    D – OH + HCl
O

2

9.9.2. Mekanisme Pencelupan

Dalam proses pencelupan reaksi fiksasi zat warna reaktif dengan serat terjadi simultan dengan reaksi hidrolisis antara zat warna dengan air. Kereaktifan zat warna reaktif meningkat dengan meningkatnya pH larutan celup.

Oleh karena itu pada dasarnya mekanisme pencelupan zat warna reaktif terdiri dari dua tahap. Tahap pertama merupakan tahap penyerapan zat warna reaktif dari larutan celup ke dalam serat. Pada tahap ini tidak terjadi reaksi antara zat warna dengan serat karena belum ditambahkan alkali. Selain itu, karena reaksi hidrolisis terhadap zat warna lebih banyak terjadi pada pH tinggi, maka pada tahap ini zat warna akan lebih banyak terserap ke dalam serat dari pada terhidrolisis. Penyerapan ini dibantu dengan penambahan elektrolit.

Tahap kedua, merupakan fiksasi, yaitu reaksi antara zat warna yang sudah terserap berada dalam serat bereaksi dengan seratnya. Reaksi ini terjadi dengan penambahan alkali.

D – Cl + Selulosa OH                         D – O – Selulosa + HCl

Na OH + HCl                          NaCl + H2O

Reaksi antara gugus OH dari serat selulosa dengan zat warna reaktif dapat digolongkan menjadi dua, yaitu :

1.   Reaksi substitusi

Membentuk ikatan pseudo ester (ester palsu) misalnya pada pencelupan serat selulosa dengan zat warna reaktif Procion, Cibacron dan Levafix.

2.   Reaksi adisi

Membentuk ikatan eter, misalnya pada pencelupan serat selulosa dengan zat warna reaktif Remazol.

9.9.3. Faktor-faktor yang Berpengaruh

Pada pencelupan dengan zat warna reaktif, 4 faktor utama perlu mendapatkan perhatian agar dapat diperolah hasil yang memuaskan. Keempat faktor tersebut dijelaskan sebagai berikut.

9.9.3.1. Pengaruh pH Larutan

Fiksasi zat warna reaktif pada serat selulosa terjadi pada pH 10,5 – 12,0. Pada pH tersebut zat warna reaktif yang sudah terserap di dalam serat akan bereaksi dengan serat.

Seperti telah diterangkan diatas bahwa reaksi zat warna reaktif dengan serat selulosa terjadi pada pH tinggi oleh adanya penambahan alkali. Walaupun reaksi hidrolisis zat warna reaktif dengan air terjadi pada pH yang tinggi, namun reaksi hidrolisis tersebut sangat sedikit kemungkinan terjadinya karena zat warna telah terserap kedalam serat.

Oleh karena itu, penambahan alkali dilakukan pada tahap kedua setelah zat warna terserap oleh serat. Apabila penambahan alkali tersebut dilakukan pada awal proses, maka kemungkinan besar akan terjadi hidrolisa.

9.9.3.2. Pengaruh Perbandingan Larutan Celup

Perbandingan larutan celup artinya perbandingan antara besarnya laruta terhadap berat bahan tekstil yang diproses, penggunaan perbandingan larutan yang kecil akan menaikan konsentrasi zat warna dalam larutan. Kenaikan konsentrasi zat warna dalam larutan tersebut akan menambah besarnya penyerapan. Maka untuk mencelup warna-warna tua diusahakan untuk memakai perbandingan larutan yang kecil.

Gambar 8 – 4 menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi zat warna maka zat warna yang dapat diserap makin tinggi

Gambar 9 – 8
Pengaruh Perbandingan Larutan Celup Terhadap Banyak Zat Warna yang
D iserap

9.9.3.3. Pengaruh Suhu

Pada pencelupan dengan zat warna reaktif maka penambahan suhu akan menyebabkan zat warna mudah sekali bereaksi dengan air, sehingga dapat menyebabkan berkurangnya afinitas zat warna dan kemungkinan terjadi penurunan daya serap (substantivitas) juga lebih besar sehingga dapat menurunkan efisiensii fiksasi.

Kerugian karena penurunan efisiensi fiksasi ini dapat diatasi dengan pemakaian pH yang terlalu tinggi, oleh karena itu faktor suhu pencelupan dan pH larutan celup memegang peranan penting di dalam proses pencelupan dengan zat warna reaktif.

Zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan tinggi, dicelup pada suhu kamar. akan tetapi zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan rendah memerlukan suhu pencelupan minimal 70⁰C.

9.9.3.4.      Pengaruh Elektrolit

Pengaruh elektrolit pada pencelupan dengan zat warna reaktif seperti halnya pada zat warna direk. Makin tinggi pemakaian elektrolit, maka makin besar penyerapannya. Jumlah pemakaian elektrolit hampir mencapai sepuluh kali lipat dari pada pemakaian pada zat warna direk.

9.9.4. Cara Pemakaian

9.9.4.1. Pencelupan pada Bahan dari Serat Selulosa Cara Perendaman

Pada pencelupan cara ini, dapat dipakai alat seperti Haspel, Jigger dan alat lain yang mempunyai perbandingan larutan celup yang tinggi, terutama untuk benang, kain rajut dan juga kain tenun.

Mula-mula zat warna reaktif dingin dibuat pasta dengan air dingin, kemudian ditambah air hangat hingga larut sempurna.

Bahan yang telah dimasak, dikerjakan dalam larutan zat warna pada suhu 40⁰C selama 30 menit. Kemudian ditambahkan 30 – 60 g/l natrium klorida dan pencelupan diteruskan selama 30 menit.

Selanjutnya ditambahkan alkali, misal natrium karbonat dan pencelupan diteruskan 30 – 45 menit.

Setelah selesai bahan dicuci dengan air dingin kemudian dengan air mendidih. Selanjutnya bahan dicuci dengan sabun mendidih dan dibilas sampai bersih, untuk menghilangkan sisa-sisa warna yang terhidrolisis di permukaan bahan.

Pencucian ini sangat memegang peranan, karena apabila sisa zat warna yang terhidrolisis tersebut masih menempel pada bahan, maka akan dapat mewarnai bahan dari serat selulosa yang dicuci bersama.

Jumlah pemakaian natrium karbonat untuk fiksasi zat warna tergantung kepada macam alat celup yang dipakai dan bahan yang dicelup.

Untuk pencelupan zat warna reaktif panas cara pemakaiannya sama dengan zat warna reaktif dingin, hanya suhu pencelupan adalah 85 - 95⁰C setelah penambahan alkali. Kadang-kadang sebagai alkali dipakai campuran soda kostik dan antrium karbonat.

La ruta n Zat warna
	Garam dapur

0                     15                      45                                           75 Menit

Gambar 9 - 9
Skema pencelupan sellulosa dengan zat warna reaktif dingin

0                      15                      45                                            75 Menit

Gambar 9 - 10
Skema pencelupan sellulosa dengan zat warna reaktif panas

9.9.4.2.     Pencelupan pada Bahan dari Serat Selulosa Cara Setengah
Konti nyu

Bahan yang telah dimasak, direndam peras dalam larutan celup yang mengandung zat warna zat penetrasi dan natrium karbonat, sejumlah konsentrasi zat warnanya dengan efek pemerasan 70 – 80%.

Selanjutnya bahan digulung, ditutup rapat dengan plastik, diputar selama 24 jam (pembacaman/batching). Setelah selesai bahan dicuci air dingin, dicuci air mendidih, disabun mendidih dan dibilas sampai bersih.

Gambar 9 – 11
Skema Pencelupan Zat Warna Reaktif Dingin Cara Rendam-Peras‑
Pembacaman (Pad Batch)

Keterangan :

1.      Rendam peras dalam larutan celup

2.      Digulung

3.      Pembacaman (disertai dengan pemutaran)

4.      Dicuci

9.9.4.3.      Pencelupan pada Bahan dari Serat Selulosa Cara Kontinyu

Pada bahan yang telah dimasak, direndam peras dalam larutan yang mengandung zat warna dan natrium bikarbonat dengan efek pemerasan 70 – 80%. Setelah dikeringkan bahan difiksasi dengan pemanasan menggunakan hot flue, silinder pengering atau stenter.

Gambar ₉ – 12
Skema Pencelupan Zat Warna Reaktif Cara Rendam Peras-Pengeringan‑
Pencucian

Keterangan :

1.    Rendam peras dalam larutan celup

2.    Pengeringan pendahuluan

3.    Pengeringan

4.    Fixasi dengan pemanasan 5. Pencucian

Selanjutnya bahan dicuci dengan air dingin, air panas, disabun dan dibilas. Untuk menambah ketuaan warna pada bahan dari kapas, dianjurkan menambah 200 g/l urea dalam larutan rendam peras. Untuk menghindari penambahan urea yang harganya cukup mahal, maka dapat ditempuh cara fiksasi dengan melakukan bahan yang telah direndam peras dan dikeringkan ke dalam kamar penguapan (steamer) pada suhu 100 – 102⁰C, fiksasi dengan penguapan dan dibilas.

Skema Pencelupan Zat Warna Reaktif Cara Rendam Peras-Rendam Peras
Alkali dan Penguapan

Keterangan :

1.    Rendam peras dalam larutan celup

2.    Penguapan

3.    Larutan peras alkali

4.    Penguapan 5. Pencucian

Cara di atas umumnya larutan alkali dipisahkan dari larutan celup, sehingga diperlukan dua kali rendam peras.

9.9.4.4. Cara Pencelupan pada Bahan dari Selulosa Simultan dengan Penyempurnaan Resin

Pada waktu ini telah diperdagangkan zat warna reaktif yang memungkinkan untuk dicelup simultan (serempak) dengan penyempurnaan resin, baik untuk bahan kapas maupun rayon.

Bahan dari kapas mula-mula direndam peras dalam larutan yang mengandung zat warna reaktif, prekondensat resin, (Urea formadelhida) katalis, (Magnesium Chlorida), zat anti migrasi (perminal PP) dan pelemas (Felan NW) dengan efek pemerasan : 70-80% kemudian dikeringkan : misalnya dengan ruang pengering (hot flue) atau ruang pengering infrared.

Selanjutnya dipanas awetkan (curing) pada suhu 140 – 160⁰C selama 2 – 8 men it setelah selesai dicuci bersih.

Cara ini tidak sesuai untuk pencelupan bahan dari serat rayon, sehingga ditempuh cara yang agak berbeda yaitu dengan dua tingkat fiksasi.

Mula-mula bahan direndam peras dalam larutan zat warna, natrium karbonat, katalis dan anti migrasi dengan efek pemerasan 70 – 80%, kemudian digulung putar (batching) selama 2 – 4 jam lalu dikeringkan.

Bahan direndam peras kembali dalam larutan resin urea formaldehida, pelemas, saat penguat untuk zat warna (dye fixing agent) seperti Fixanol PN (ICI) dan amonia. Setelah dikeringkan bahan dipanasawetkan pada suhu 130⁰C selama 3 menit, dilanjutkan dengan pencucian.

9.9.4.5 Pencelupan pada Bahan dari Serat Sutera

Baik zat reaktif dingin maupun reaktif panas, kedua-duanya dapat dipergunakan untuk mencelup bahan dari sutera.

Bahan yang telah didegumming, kemudian dicelup dalam larutan celup yang mengandung zat warna pada suhu kamar selama 20 menit. Selanjutnya ditambahkan 20g/l garam dapur dan suhunya dinaikkan sampai 50⁰C.

Setelah 15 menit ditambahkan 2 g/l natrium karbonat dan pencelupan diteruskan selama 40 menit.

Bahan kemudian dicuci dengan sabun panas dan dibilas sampai bersih.

Untuk zat warna reaktif panas, suhu fiksasi pada penambahan natrium karbonat adalah 70 – 90⁰C.

Gambar 9 - 14
Skema pencelupan sutera dengan zat warna reaktif panas

9.9.4.5.      Pencelupan pada Bahan dari Serat Poliamida

Bahan dari serat poliamida dapat dicelup dengan zat warna reaktif panas maupun dingin. Mula-mula bahan yang telah dimasak, dicelup dalam larutan yang mengandung zat warna dan 4% asam asetat 80% pada suhu 40⁰C. Setelah beberapa menit, suhu dinaikkan sampai 95⁰C dan pencelupan diteruskan selama 1 jam. Selanjutnya bahan dicuci, disabun dan dibilas.

Gambar 9 - 15

Skema pencelupan poliamida dengan zat warna reaktif panas

9.9.4.6. Pencelupan pada Bahan dari Serat Wol

Bahan yang telah dimasak, dicelup dalam larutan celup yang mengandung zat warna dan amonium asetat pH 7 untuk warna muda dan pH 5,5 untuk warna tua pada suhu 40⁰C selama 30 menit.

Selanjutnya suhu dinaikkan sampai mendidih, dan pencelupan diteruskan selama 1 jam. Setelah selesai bahan dicuci bersih.

Gambar 9 - 16

Skema pencelupan wol dengan zat warna reaktif panas

9.9.5. Cara Melunturkan

Hasil pencelupan dengan zat warna reaktif pada bahan dari serat selulosa dapat dilunturkan dengan larutan natrium hidrosulfit pada suhu mendidih setelah dicuci dikelantang dalam larutan natrium hipokrolit : 3 g/l klor aktif