Pengelantangan dapat berlangsung karena senyawa-senyawa organik yang mempunyai ikatan rangkap dioksidasi menjadi ikatan tunggal sehingga bahan tekstil tersebut menjadi putih. Proses pengelantangan yang dilakukan pada salulosa umumnya menggunakan zat oksidator sebagai zat pengelantang.
Zat pengelantang yang bersifat oksidator dibagi menjadi 2 golongan :
- Mengandung khlor : natrium hipokhlorit, natrium khlorit dan kaporit.
- Tanpa khlor : hidrogen peroksida, natrium peroksida, natrium borak, kalium
permanganat, kalium promat.
1. Zat pengelantang yang mengandung khlor
- Natrium Hipokhlorit (NaOCl)
Natrium Hipokhlorit adalah zat pangalantang yang mempunyai daya oksidasi yang tertinggi dibandingkan dengan zat-zat pengalantang lain, dengan potansial redoks antara 1400-1550 mV. Sodium Hipokhlorit umumnya mengandung 15 - 18% khlor tersedia yang sangat alkalis. zat ini relatif murah dan dalam penggunaannya dapat dikombinasikan dengan zat pengelantang lain dan juga dapat digunakan pada proses gabungan (kontinyu) dengan pemasakan pada suhu tinggi dengan tekanan (ketel kier). Kekurangan atau kerugian penggunaan zat ini ialah sifatnya yang kurang stabil, dalam penyimpanan mudah terdekonposisi (tereduksi) cenderung mengaluarkan khlor sebagai akibat dan potensial redoksnya.
Mekanismereaksi hipokhloret adalah sebagai berikut :
NaOCl + H2O NaOH + HOCl (1) hidrolisa
HOCI HCl +. (O) (2) pelapasan zat
NaOCl + HC1 NaCl + HOCl (3) Pembentukan HOCL
HOCI + HCl H2O + C12 (4) Pembentukan khlor bebas
Natrium hipokhlorit dalam air akan terhidreolisa, kesetimbangan terjadi pada pH 11-11,5. Asam hipokhlorlt (HOCl) dapat terbentuk salama proses hidrolisa. Asam ini tidak stabil dan mudah terurai sehingga terjadi pelepasan atom oksigen (pers 2). Walaupun konsentrasi NaOC1 tidak terlalu tingge, selama HOCl yang dibutuhkan tersedia maka cukup untuk proses pengelantangan.
Apabila kemudian ditambahkan alkali atau NaOH pada larutan hidrolisa, persamaan reaksi akan berjalan ke kiri, konsantrasi HOCl akan berkurang dan larut menjadi labih stabil. Penambahan asam akan mengakibatkan reaksi barjalan ke akan, konsentrasi HOCl akan bertambah (pers 3) nilai pH yang berpengaruh pada pembentukan HOCl adalah antara 5-6. Pada pH tersebut konsaentrasi HOCl yang terbentuk adalah yang paling tinggi, sehingga kemungkinan tarjadinya kerusakan serat yang tinggi pula. Bila kemudian asam dltambahkan, konsentrasi HOCl akan turun kembali, terdekomposilsi pada akhirnya membentuk khlor bebas. Gambar di bawah ini menunjukkan pengaruh pH terhadap konsentrasi NaOCl.
Pada pengerjaannya, NaOCl banyak digunakan baik pada pengelantangan secara bak maupun kontinyu. Salama terdapat penambahan suhu, akan menyebabkan aksi oksidator berjalan dengan cepat dan proses pengelantangan atau penghilangan kotoran akan bertambah.
Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4Pengelantangan pada kondisi suhu kamar dapat juga dilakukan dengan menggunakan bak atau J Box tanpa pemanasan.
Pada sistem kontinyu bahan dikerjakan (dibenam peras) dengan larutan pengelantang dan didiamkan salama waktu tertentu bergantung dari khlor aktif yang digunakan. Penggunaan 2 J Box secara bersama dapat juga dilakukan (Tandem).
Tabel 4 Waktu dan Suhu Pengelantangan
| |
| |
| |
| |
| |
| |
Pada proses pengelantangan konsentrasi Hipokhlorit harus sesuai / cukup untuk bahan sehingga jumlah khlor yang tersisa setelah proses sesedikit mungkin dan dapat dihilangkan dengan pencucian. Sisa khlor akan mengganggu pada proses-proses selanjutnya.
Sisa khlor atau residunya dapat dihilangkan dengan menambahkan zat anti khlor pada proses pengelantangannya seperti Natrium Tio Sulfat atau natrium bisulfit. Reaksinya adalah sebagai berikut :
Na HSO3 + Cl2 + H2O Na HSO4 + 2 HCl
Na2S2O4+ 3Cl2 + 4H2O 2 Na HSO4 + 6 HCl
Seperti telah diketahui bahwa pH memegang peranan penting dalam proses pengelantangan ini, pH yang diperlukan pada proses ini adalah lebih dari 8. Untuk menjaga pH tetap dapat ditambahkan larutan buffer. Untuk ini biasa digunakan Na2CO3. Keburukan penambahan Na2CO3 dapat mengakibatkan pengendapan pada bahan sehingga bahan mempunyai pegangan yang kasar. Oleh karena itu setelah proses pengelantangan bahan dikerjakan terlebih dahulu dalam larutan asam untuk penetralan kemudian dicuci dengan air sampai bersih dan dikeringkan.
Tabel 5 Penggunaan Buffer berdasarkan pH Zat pengelantang
| |
| |
| |
| |
Contoh Resep berdasarkan alat yang digunakan
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
Resep penggunaan Natrium hipokhlorit
- NaOC1 : 2 -3 g/l Khlor aktif
Na2CO3 : 5 g/1
Pembasah : 1 ml/l
Waktu : 60 menit
Suhu kamar
Setelah proses pengelantangan dengan natrium hipokhlorit dilakukan proses anti khlor untuk menghilangkan sisa khlor yang masih menempel pada bahan.
Contoh resep untuk anti khlor
Resep : Sodium Bisulfit 2 - 4 g/l
Asam asetat : pH 4
Waktu/Suhu : 20 · 90oC
-Natrium khlorit (Na OCl2)
Natrium khlorit adalah jenis zat pengelantang yang pada proses pengelantangannya hanya berhubungan dengan zat warna alam dan zat-zat lain yang bukan selulosa. Zat ini terutama digunakan untuk bahan-banan yang agak sensitif tarhadap oksidator, seperti rayon viscosa dan linen. Zat ini juga balk untuk serat-serat sintetis tetapi tidak untuk serat akrilat.
Pada penggunaannya terhadap serat poliester dapat memberikan penambahan derajat putih. Seperti zat-zat pengelantang lain Natrium khlorit ini sifatnya bergantung pada pH petensial redoksnya antara 1040 - 1200 mV.
Mekanisma reaksi NaOCl2 adalah sebagai berikut :
NaClO2 + H20 Na OH + HClO2 (1)
HC1O 2 HCI + 2 (O) (2)
NaClO2 + HCl Na Cl + HCl (3)
5 HClO2 4 ClO2 + HCl+ 2 H2 (4)
3 HClO2 2 HClO3 + HCl (5)
Bila natrium khlorit dilarutkan dalam air, akan tarjadi hidrolisa (pers 1) larutan menjadi alkali pH antara 8.5 - 9. Asam khlorit yang terbentuk selama hidrolisa akan mengeluarkan atom hidrogen yang aktif (pers 2). Adanya penambahan asam dalam reaksi kesetimpangan akan bergerak ke kanan (pers 3), sehingga terdapat pertambahan konsentrasi HClO2 pertambahan konsentrasi ini akan membuat kerja pengelantangan meniadi intensif. Sebaliknya bila terdapat soda kostik, atau penambahan soda kostik, maka kesetimbangan bergerak ke kanan konsentrasi HClO2 akan turun dan juga aksi pengelantangannya. Proses pengelantangan tidak dapat berlangsung pada pH 8.9 - 9. Tingkat konsentrasi maksimum yang diparoleh untuk HClO2 dapat dicapai pada pH 2.5 - 3.
Pada pH yang rendah dengan adanya penambahan asam, HClO2 akan mengeluarkan ClO2 (Khlor dioksida) yang merupakan oksidator kuat. (pers 4 & 5). Gas ClO2 ini berbahaya karena mudah maladak. Tdrjadinya gas ClO2 ini harus dicegah dengan cara menambahkan aktivator atau stabiliser. Karena sifat-sifatnya NaClO2 labih banyak digunalan untuk serat/kain campuran.
Contoh Resep penggunaan natrium Khlorit
Resep 1 :
Natrium khlorit 30 g/1
Aktivator 5 g/l
Bleaching auxiliary HV 2 g/l
Leonil UN 3 g/l
Waktu 3 jam
Suhu 100°C
Resep 2 :
Natrium khilorit 80 % 15 - 20 g/l
Sandopan DLP 2 - 3 g/l
Monosodiumposphat 7 g/1
Disodium posphat 4 g/l
pH 6.5
- Kaporit (CaOCl2)
Kaporit atau serbuk kelantang merupakan oksidator kuat dan umumnya digunakan untuk pemutihan kapas. Kaporit diperdagangkandengan kandungan kira-kira 30- 60% Cl aktif.
Reaksinya adalah sebagai berikut :
2 CaOCl2 Ca (OCl)2 + CaCl2
Ca(OCl)2 + H20 Ca(OH) + 2HOCl (hidrolisa)
CaCl2 + Ca(OCl)2 + H2O Ca(OH)2 + Cl2
HOCl HCI + On (Asam hipokhlorit sebagai zat pemutih)
Ca (OH)2 + CO2 Ca CO2+ H2O
Kerusakan serat karena oksiselulosa dapat dihindarkan dengan cara memperlambat reaksi terjadinya HOCl, yaitu dengan menambahkan natrium karbonat sehingga suasana menjadi alkali.
Selama proses pengelantangan, kaporit juga mengeluarkan gas khlor yang sebagian terserap dalam bahan. Adanya gas khlor ini dapat mengakibatkan kerusakan serat sehingga kekuatan menjadi turun. Untuk menghindarkannya diperlukan proses anti khlor dengan natrium sulfit, natrium bisulit atau natrium hidrusulfit untuk mengikuti khlor yang mungkin ada pada bahan.
NaHSO3 + Cl2 + H2O NaHSO4 + 2 HCl
Na2S2O4 + 3 Cl2 + 4 H2O 2 NaHSO4 + 6 HCl
Contoh Resep
- Pemutihan
Kaporit : 2-3 g/l CI aktif K
Na2CO3 : 7 g/l (pH 11)
Pembasahan : 1 ml/l
Suhu kamar
Waktu 60 menit
- Pengasaman
HCl 200 Be : 3 ml/l
Suhu kamar
Waktu : 15 menit
- Proses anti khlor
NaHSO3 : 3 g/l
Suhu : 50oC
Waktu : 15 menit
2. Zat Pengelantangan yang Tidak Mengandung Khlor
Zat pengelantang oksidator yang tidak mengandung khlor seperti NaBO3, lKMnO4, Na2O2 dan K2Cr2O7 jarang digunakan sebagai zat pengelantang secara sendiri-sendiri, dalam pemakaiannya lebih banyak digabungkan dangan zat pengelantang lain.
Zat pengelantang reduktor dapat juga digunakan dalam proses pengelantangan seperti sulfur oksida, natrium sulfit atau natrium bisulfit jarang digunakan untuk serat selulosa dan lebih banyak digunakan pada serat-serat protein.
- Hidrogen peroksida (H2O2)
Hidrogen peroksida adalah zat pengelantang yang mempunyai potensial redoks yang rendah (810-840 mV) oleh karena itu paling banyak digunakan karena mudah pemakaiannya dan cocok atau baik untuk proses dingin maupun panas, dalam waktu singkat ataupun lama. Seperti halnya zat oksidator lain, hidrogen peroksida juga sangat bergantung pada pH. Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut :
H2O2 H2O + On + x kkal (1) penguraian langsung
H2O2 H+ + HO2 (2) Disasosiasi dalam air
HO2 OH- + (O)n (3) pelepasan zat pengelantang
NaHO2 Na+ + HO2 (4) pengeluaran zat pengelantang dalam
media alkali
2H2O2 2 H2O + O2 (5) pembentukan molekul oksigen yang
tidak aktif.
Hidrogen peroksida terdisosiasi dalam air seperti terlihat pada pers (2). Ion perhidroksil yang dihasilkan sangat tidak stabil sehingga mudah terurai membebaskan ion On yang aktif sebagai zat pengelantang (pers 3). Dengan penambahan alkali maka kesetimbangan pada persamaan (2) akan mengarah ke kanan, sehingga jumlah ion perhidroksil akan bertambah dan aktivtias pengelantang bertambah pula (pers 3). `
Diharapkan pelepasan atom On terjadi perlahanlahan dan merata supaya atomOn tersebut tidak terbuang ke udara sebelum bereaksi dengan serat atau menyerang serat dengan tidak terkendalikan. .
Cara yang digunakan untuk mengendalikan penguraian hidrogen peroksida adalah dengan penggunaan stabilisator.
Dalam waktu yang bersamaan terbentuk pula molekul oksigen yang tidak aktif seperti pada persamaan (5). Hal ini terjadi apabila dalam suasana asam serta adanya katalisator (Fe, Cu, Mn).
Faktor-faktor yang mempengaruhi penguraian hidrogen peroksida yaitu :
1. Pengaruh suhu
Menurut Peters kestabilan larutan hidrogen peroksida dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu rendah larutan hidrogen peroksida lebih stabil. Kestabilan larutan hidrogen peroksida 35% pada shu 200 C dan 400 C terlihat pada tabel 6. Proses pengelantangan dengan hidrogen peroksida biasanya dilakukan pada suhu 80 - 850 C di bawah suhu tersebut penguraian sangat lambat, tetapi dengan bertambahnya suhu penguraian akan bertambah cepat. Waktu pengerjaan yang lebih lama menimbulkan penguraian yang lebih banyak.
Tabel 6
Pengaruh Suhu pada penguraian Hidrogen Perooksida
| Suhu ( OC) | % Hidrogen Peroksida | ||
| Mula-mula | Setelah 1 jam | Setelah 2 jam | |
| 20 40 60 80 | 0.69 0.69 0.69 0.69 | 0.69 0.65 0.53 0.39 | 0.69 0.625 0.39 0.13 |
Keterangan : Pengerjaan dilakukan pada pH 10,2 (dangan amonia ) tanpa penggunaan stabilisator).
2. Pangaruh Alkali
Hidrogen peroksida tidak aktif mengelantang searat salulosa dalam suasana asam atau netral, oleh karena itu untuk mengatur pH perlu penambahan alkali, Alkali yang biasa digunakan yaitu natrium hidroksida. Natrium hidroksida tersebut akan menetralkan asam (H2SO4) yang digunakan sebagai stabilisator dalam panyimpanan reaksi yang tarjadi adalah sabagai berikut :
H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H2O
Alkali dalam larutan pengelantang sangat diperlukan agar térjadi pembebasan ion hidroksil dari hidrogen peroksida, akan tetapi kelebihan alkali dapat menyebabkan ketidakstabilan hidrogen peroksida disertai dengan pembentukan atom O yang terlalu cepat sehingga dapat merusak serat selulosa Pengaruh pH ini juga sangat berpangaruh pada kenaikan derajat putih yang merupakan tujuan dan pengelantangan. Faktor lain yang dipangaruhi adalah penurunan kekuatan tarik dan kain. Oleh karena itu pH larutan perlu dipilih agar diperoleh darajat putih yang tinggi tanpa penurunan kekuatan tarik yang berarti.
TABEL 7
Pengaruh Natrium Hidroksida terhadap Penguraian
| NaOH (g/l) | pH | % Penguraian H2O2 |
| 1 2 3 4 5 | 10.4 11.1 11.8 12.2 12.0 | 7.0 12.5 19.0 25.0 59.0 |
3. Pangaruh Katalisator
Logam-logam tertentu seperti besi, tembaga, mangan, nikel dan khrom dapat bérfungsi sebagai katalisator yang dapat mempercepat reaksi penguraian hidrogen peroksida ke arah pembaetukan molekul yang tidak aktif. Pada suhu mendidih adanya logam-logam tersebut akan mempercepat kehilangan kekuatan hidrogen peroksida.
4. Pengaruh stabilisator
Pengelantangan dengan hidrogen peroksida memerlukan alkali untuk membantu pembentukan ion perhidroksil yang aktif mengelantang, akan tetapi dilain pihak ternyata semakin tinggi aikalinitas larutan pengelantangan maka reaksi penguraiannya akan berjalan cepat terutama dalam suhu yang tinggi sehingga kemungkinan terjadi kerusakan serat karena oksiselulosa lebih besar.
Penambahan stabilisator dalam larutan pengelantangan dapat memperlambat penguraian hidrogen peroksida sehingga dapat menahan atom O yang terbentuk secara berlebihan. Stabilisator yang dapat digunakan pada pengelantangan kapas yaitu natrium silikat, magnesium oksida, magnesium hidroksida, magnesium silikat, natrium metafosfat dan natrium trifosfat.
Contoh : Resep-resep Pengelantangan dengan H202
Resep : 1
Pengelantangan Terbuka :
H2O2 35% 4-10 ml/l
NaOH 1- 2 g/l
Stabiiisaior 2- 3 ml/l
Pembasah 1- 2 g/l
Suhu/waktu 80 - 900 C/2-4 jam
Resep 2.
Pengelantangan pada Boiler.
H2O2 35% 3 - 6
Prestogen P 1 - 1,5 g/l
NaOH 1 - 2 g/l
Leophen U 0.5 - 1 g/l
Suhu 85 - 950C
Waktu 3 jam
Resep 3.
Pengelantangan pada jigger.
H2O2 35% 4 -10 ml/1
Prestogen P 1 - 4 g/1
NaOH 1 - 1,5 g/1
Perbandimgan larutan 3 : 1 - 7 : 1
Suhu 80 – 90oC
Waktu 1 - 3 jam
Resep 4
Pengelantangan pada Unit mesin kelantamg
H2O2 35% 2 - 5 mm
Prestogen PC 0.5 - 1 g/l
NaOH 0.5 - 1 g/1
Perbandingan larutan 10 - 1
Suhu 90 – 95oC
Waktu 1 - 2 jam
Bahan dimasukkan dalam larutan kelantang atau dapat juga dibenam peras sesuai dengan resep, kemudian bahan dicuci dengan menggunakan air panas, dan dicuci air dingin. Hidrogen peroksida banyak digunakan dalam proses pengelantangan karena memiliki beberapa keuntungan antara lain :
- Daya oksidasi hidrogen peroksida yang lebih kecil dibandingkan dengan zat pengelantang kain, oleh karena itu kemungkinan kerusakan serat lebih kecil
- Tidak memerlukan proses anti khlor.
- Hasil derajat putih yang dihasilkan stabil, tidak mudah berubah menjadi kuning.
- Stabilitas dalam penyimpanan yang tinggi.
- Berbentuk larutan yang tidak berbau.
Tabel 8
Sifat-sifat dan Penggunaan Zat Pemutih
H2O2, NaOCl dan NaClO2
Tidak ada komentar:
Posting Komentar