Uploaded by bakhtiakbar95

LAPORAN TAHAN API

advertisement
Tanggal Praktikum
02/04/2019
Tanggal Laporan
09/04/2019
PRAKTIKUM TEKNOLOGI PENYEMPURNAAN TEKSTIL I
“Pengaruh Kain Kapas dan Poliester pada Proses Penyempurnaan
Tahan Api”
LAPORAN
ditulis untuk memenuhi nilai mata kuliah Praktikum Teknologi Penyempurnaan 1
Oleh
KELOMPOK 2 (DUA)
Alya Rizkiyani
NIM. 17020010
Ayuniasari Fauzi
NIM. 17020016
Bakhti Ringkang Akbar
NIM. 17020017
Cakra Bayu Pamungkas
NIM. 17020019
Group
: 2K1
Dosen
: Wulan S.,S.ST,M.T.
Asisten
:1. Mia K.,S.ST.
2. Desiriana
PROGRAM STUDI KIMIA TEKSTIL
POLITEKNIK STT TEKSTIL BANDUNG
2019
BAB I
PENDAHULUAN
I.
Maksud dan Tujuan
1.1. Maksud
Melakukan penyempurnaan tahan api pada kain kapas dan poliester untuk
memberikan efek tahan api pada bahan.
1.2. Tujuan
Mendapatkan
hasil
analisa
pengaruh
kain
yang
digunakan
pada
penyempurnaan tahan api pada kain kapas dan poliester berdasarkan evaluasi uji
bakar (sifat nyala api).
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Serat Kapas
Serat kapas mentah memiliki kandungan utama berupa selulosa, selain itu
terdapat pektin, lemak/malam, pigmen alam, mineral dan air. Komposisi serat kapas
berbeda-beda tergantung dari berbagai hal, antara lain jenis tanaman kapasnya,
kondisi tanah, cuaca, kualitas air untuk irigasi, dan pupuk yang digunakan.
Serat kapas memiliki morfologi penampang melintang dan membujur yang
sangat bervariasi. Namun, pada umumnya penampang membujur serat ini
berbentuk pita berpilin sedangkan penampang melintangnya berbentuk seperti
ginjal. Penampang melintang yang berbentuk ginjal ini terdiri dari kutikula, dinding
primer, dinding sekunder, dan lumen.
2.1.1. Struktur Kimia Molekul Serat Kapas
Serat kapas tersusun atas selulosa yang komposisi diketahui sebagai zat
yang terdiri dari unit-unit anhidro-beta-glukosa dengan rumus empiris (C6H10O5)n
dengan n adalah derajat polimerisasi yang tergantung dari besarnya molekul.
Selulosa dengan rumus empiris (C6H10O5)n merupakan suatu rantai polimer linier
yang tersusun dari kondensat molekul-molekul glukosa yang dihubungkan oleh
jembatan oksigen pada posisi atom karbon nomor satu dan empat. Stuktur rantairantai molekul selulosa disusun dan diikat satu dengan yang lainnya melalui ikatan
Van der Waals. Struktur kimia dari selulosa dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 1. Struktur kimia serat selulosa
Setiap satuan glukosa mengandung tiga gugus hidroksil (-OH). Gugus
hidroksil pada atom karbon nomor lima merupakan alkohol primer (-CH2OH),
sedangkan pada posisi 2 dan 3 merupakan alkohol sekunder (HCOH). Kedua jenis
alkohol tersebut mempunyai tingkat kereaktifan yang berbeda. Gugus hidroksil
alkohol primer lebih reaktif daripada gugus hidroksil alkohol sekunder. Gugus
hidroksil merupakan gugus fungsional yang sangat menentukan sifat kimia serat
kapas, sehingga serat selulosa dinotasikan sebagai sel-OH dalam penulisan
mekanisme reaksi.
Struktur selulosa merupakan rantai dari glukosa yang panjang dan
membentuk cincin yang dihubungkan oleh atom-atom oksigen. Pada ujung rantai
yang mengandung aldehida yang mempunyai gugus pereduksi, sedangkan pada
rantai bagian tengah mempunyai gugus hidroksil. Bila rantai tersebut dipecah
menjadi dua atau lebih dengan suatu proses kimia maka ujung-ujung rantai akan
terhapus membentuk gugusan aldehida atau karboksilat.
2.2. Serat Poliester
Serat poliester merupakan suatu polimer yang mengandung gugus ester dan
memiliki keteraturan struktur rantai yang menyebabkan rantai-rantai mampu saling
berdekatan,sehingga gaya antar rantai polimer poliester dapat bekerja membentuk
struktur yang teratur. Poliester merupakan serat sintetik yang bersifat hidrofob
karena terjadi ikatan hidrogen antara gugus – OH dan gugus – COOH dalam
molekul tersebut.Oleh karena itu serat poliester sulit didekati air atau zat
warna.Serat ini dibuat dari asam tereftalat dan etilena glikol.
Sifat poliester
No
Sifat Fisika
Poliester
1
Elektrostatis
Mempunyai elektrostatik yang cukup tinggi
2
Berat Jenis
1,38 g/cm3
3
Kekuatan Tarik dan Mulur
Kekuatan tarik sekitar 4.5
– 7.5 g/denier,
sedangkan mulurnya 25 % - 75 %.
4
Morfologi
Berbentuk silinder dengan penampang melintang
Bulat
5
RH 65  2 % dan suhu 20 oC  1 % , MR 0.4 %
Moisture Regain
RH 100 % , MR 0.6 % - 0.8 %
6
Derajat Kristalinitas
Sangat penting, karena berbengaruh terhadap daya
serap zw, mulur, stabilitas dimensi, kekuatan tarik,
dll.
7
tahan panas sampai suhu 220oC suhu 230-240 oC
Pengaruh Panas
poliester melunak, suhu 260oC poliester meleleh.
8
Elastisitas
No
Sifat Kimia
1
Pengaruh alkali
Elastisitas yang baik
Poliester
Tahan terhadap alkali lemah, terhidrolisa esternya pada
alkali kuat
2
Pengaruh asam
Tahan asam lemah dan asam kuat namun suhu rendah.
3
Titik leleh
2500C
4
Zat organik
Akan lartut dalam zat organik seperti metakresol, asam
triflouroasetat–klorofenil dan campuran triokhlorofenol
dengan fenol dan campuran tetra kloro etana dengan
Fenol
2.3 Penyempurnaan Tahan Api
Kain mudah terbakar (flammable) adalah kain yang akan terus terbakar
meskipun tanpa dibantu bila terkena api. Sedangkan kain tahan api atau non
flammable (flame proof fire resistant) merupakan kain yang tidak terbakar bila
dikenai api. Flame retardant adalah istilah yang dipakai untuk menerangkan sifat
tidak mudah terbakar pada kain, dimana pembakaran berlangsung lambat dan api
akan mati dengan sendirinya bila sumber nyala api ditiadakan. Pada peristiwa
pembakaran kain terjadi dekomposisi kimia serat dan menghasilkan suatu bahan
tertentu yang mudah menguap dan dapat terbakar. Bila nyala api dipadamkan maka
akan meninggalkan residu seperti karbon.
Sifat kain pada pembakaran ditentukan oleh jumlah bahan yang menguap dan
perlu diketahui bahwa sisa pembakaran (arang) juga dapat membara dan
meneruskan pembakaran. Pembakaran akan berlangsung cepat jika struktur kain
mendukung penyimpanan udara atau oksigen sehingga meneruskan pembakaran
setelah
terjadi
proses
penyalaan
pada
kain,
misalnya
pada
kain
yang
permukaannya berbulu (napped pile) atau kain yang strukturnya terbuka.
Proses Terbakarnya Bahan Tekstil Proses pembakaran pada dasarnya terdiri
dari proses pemanasan, dekomposisi, penyalaan dan perambatan. Panas yang
timbul akibat adanya sumber dari luar akan menyebabkan proses pembakaran.
Panas akan menaikkan suhu bahan tekstil sampai degradasi dan dekomposisi pada
struktur polimer, dimana dari polimer selulosa biasanya akan terbentuk sisa karbon.
Selanjutnya padatan akan terurai menghasilkan gas, baik gas yang mudah terbakar
maupun tidak. Jumlah relative dari gas yang mudah terbakar maupun tidak mudah
terbakar yang dihasilkan tergantung pada sifat serat, kondisi lingkungan dan zat
kimia yang digunakan.
Proses pembakaran biasanya dibagi menjadi proses menyala (flaming),
membara (glowing) dan memijar (smoldering).
 Nyala (flame) Menyala adalah proses pembakaran yang digambarkan
sebagai suatu proses terbakarnya gas yang terurai dipermukaan. Proses
dekomposisi thermal yang terjadi pada selulosa selalu didahului oleh proses nyala.
Proses nyala ini menghasilkan gas, cairan, arang dan padatan. Penyalaan
merupakan proses pembakaran yang terjadi secara eksotermis yang terdiri dari uap
yang mudah terbakar dan terurai dipermukaan bahan tekstil.
 Bara (glow) Membara merupakan proses eksotermis yang terjadi
dipermukaan dan berada pada fase gas yang hanya berad diatas permukaan.
Keadaan ini berlangsung dalam kondisi jumlah oksigen yang melimpah. Bahan
tekstil dengan penyempurnaan tahan bara sering diperoleh bersama-sama dengan
sifat tahan nyala api. Zat penghambat nyala yang berfungsi sebagai penghambat
bara misalnya fosfat, tetapi beberapa dari jenis lainnya seperti sufamat, mempunyai
daya penahan bara yang kecil. Panas pembakaran pada selulosa sekitar 400 – 500
o
C, sedangkan suhu nyala bara api sekitar 600 oC..
 Pijar (smolder) Proses pemijaran secara umum terjadi dibawah permukaan
dan biasanya dalam kondisi persediaan oksigen yang sangat sedikit. Proses
pemijaran ini terjadi secar lambat, dan biasanya disertai dengan keluarnya asap,
tetapi tanpa disertai adanya nyala atau bara.kemampuan meneruskan pemijaran
sangat dipengaruhi oleh adanya panas dari reaksi eksotermis yang ditahan didekat
area yang sdang berpijar. Suhu minimum yang dibutuhkan untuk mempertahankan
pemijaran dipengaruhi oleh karakteristik bahan ketika mengalami prosesoksidasi
dan jumlah oksigen yang ada. Pada kondisi kandungan okasigen yang lebih besar,
dengan suhu yang lebih rendah proses pembaraan dapat bertahan lebih lama.
Metoda yang baik yang dapat digunakan untuk mencegah proses penijaran adalah
dengan menghilangkan panas dengan segera dari daerah yang mengalami proses
oksidasi.
BAB III
PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1
Alat
1. Gelas Ukur
2. Piala gelas
3. Batang pengaduk
4. Neraca
5. Baki
6. Mesin Padder
7. Mesin Stenter
8. Alat uji sifat nyala
3.1.2
Bahan
1. Resin Acrilic Fosfat (Pyroguard FP-710)
2. Kain Kapas
3. Kain Poliester
4. Air
3.2 Diagram Alir Proses
PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN
PEMBUATAN LARUTAN TAHAN API
PERENDAMAN BAHAN DALAM
LARUTAN TAHAN API
PROSES PADDING
DYRING
(100°C, 2 menit)
CURING
(170°C, 2 menit)
EVALUASI
(Uji Sifat Nyala)
Gambar 3 Diagram Alir Proses Penyempurnaan Tahan Api
3.3 Resep
3.3.1 Resep Penyempurnaan Tahan Api
Acrilic Fosfat
: 500 g/L
Pengeringan
: 100°C, 2 menit
Pemanasawetan
: 170°C, 2 menit
3.3.2 Resep Pencucian
Teepol
: 1 cc/L
Na2CO3
: 1 g/L
3.4 Fungsi Zat
Resin Acrilic Fosfat
: Sebagai resin tahan api yang memberikan sifat tahan api
pada kain
Urea
: Menyangga Reaksi dan mengurangi kerusakan serat
Teepol
: Bahan yang akan menghilangkan sisa resin yang
mungkin masih menempel di permukaan
Na2CO3
: Memberikan suasana alkalis pada proses pencucian,
membantu menghilangkan sisa-sisa zat kimia yang
menempel pada permukaan kain.
3.5 Skema Proses
Gambar 4. Skema Proses Penyempurnaan Tahan Api
BAB IV
DATA PERCOBAAN
4.1 Uji Sifat Nyala Api
Berikut adalah data percobaan dari uji sifat nyala kain pada tiap variasi yang
dilakukan pada proses penyempurnaan kain tahan api.
Tabel 2. Data uji sifat nyala kain pada tiap variasi kain
Kain
Waktu Nyala Api (detik)
Kapas
Poliester
Blanko
16,04
Tanpa pencucian
29,54
Dengan pencucian
29,37
Blanko
27,11
Tanpa pencucian
0,55
Dengan pencucian
23.95
Berdasarkan data percobaan diatas, maka didapatkan hasil uji nyala api
pada kain kapas dan kain poliester pada proses penyempurnaan kain tahan api
dalam bentuk grafik berikut
35
30
27,11
Nilai Uji Siram
25
20
16,04
15
10
5
0
kapas
poliester
Variasi kain
Gambar 5. Grafik hubungan antara kain yang digunakan dengan uji nyala api pada proses
penyempurnaan kain tahan api
Tabel 3. Data panjang pembakaran tiap variasi kain
Kain
Kapas
Poliester
Blanko
Tanpa pencucian
Panjang pembakaran (cm)
Panjang awal kain Panjang kain terbakar
32
28
32
32
Dengan pencucian
35,8
29,7
Blanko
37
28
Tanpa pencucian
32
8,5
Dengan pencucian
32
32
BAB V
DISKUSI
Pada praktikum penyempurnaan kain tahan pi ini digunakan variasi jenis kain
yaitu kain kapas dan kain poliester dengan resin acrilic fosfat (Pyroguard FP-710).
Suatu kain dilakukan penyempurnaan tahan api bertujuan agar kain tersebut
memiliki
kemampuan
untuk
tidak
meneruskan
nyala
api.
Prinsip
kerja
penyempurnan tolak api yaitu resin acrilic fosfat akan bereaksi dengan gugus-gugus
utama dalam polimer-polimer serat sehingga terjadi ikatan secara kovalen antara
polimer-polimer serat dengan resin.
Dengan memvariasikan jenis kain yaitu kain kapas yang berasal dari serat
selulosa dan kain poliester, didapatkan hasil uji nyala api pada poliester lebih baik
dibandingkan uji nyala api pada kapas. Kain poliester tanpa pencucian hasil uji
nyala api menunjukkan waktu yang paling sebentar, api yang menyala pada kain
berdurasi sangat singkat sehingga kain tidak meneruskan api yang berarti
penyempurnaan tahan api dengan resin acrilic fosfat kurang tahan terhadap
pencucian, sedangkan pada kain kapas hasil uji nyala api menunjukkan hasil nyala
api yang lama dan pada kain kapas setelah diberikan resin tetap meneruskan api.
Hal ini dapat disebabkan tidak terjadinya reaksi antara resin acrilic fosfat dengan
polimer selulosa.
Namun resin acrilic fosfat ini cenderung tidak tahan terhadap pencucian. Hal ini
dapat dilihat dari hasil uji nyala api pada kain kapas maupun poliester yang
menghasilkan nyala apai yang lebih lama dibandingkan kain tanpa proses
pencucian. Hal ini menunjukkan resin yang berikatan pada serat telah hilang.
Maka berdasarkan hasil percobaan penyempurnaan tahan api ini, kain poliester
memiliki sifat tahan terhadap api yang lebih baik dibaningkan kain kapas setelah
dilakukan proses penambahan resin acrilic fosfat. Hal ini disebabkan resin acrilic
fosfat memiliki sifat gugusan yang cenderung hidrofob, menyebabkan resin acrilic
fosfat cenderung akan bereaksi dengan serat yang bersifat hidrofob sehingga resin
acrilic fosfat akan bereaksi dengan serat poliester dan tidak terjadi reaksi antara
resin acrilic fosfat yang bersifat hidrofob dengan serat kapas yang bersifat hidrofil.
BAB VI
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan penyempurnaan tahan api pada kain kapas dan
poliester dengan resin Acrilic Fosfat, dapat disimpulkan bahwa sifat tahan api yang
optimum terdapat pada kain poliester tanpa pencucian dengan waktu pembakaran
0,55 detik dan panjang pembakaran 8,5 cm.
Download
Random flashcards
hardi

0 Cards oauth2_google_0810629b-edb6-401f-b28c-674c45d34d87

Create flashcards