LAPORAN PRAKTIKUM UJI KERUSAKAN WOOL 1 DAN 2

LAPORAN PRAKTIKUM PENGUJIAN DAN EVALUASI TEKSTIL 1

UJI KERUSAKAN WOOL 1 DAN 2

 (LOGO)

NAMA                  : NOVIA NURFAJRIANTY

NPM                     : 16020089

GROUP                 : K3

DOSEN                 : MAYA K., S.SiT. M.T.

ASISTEN              : KURNIAWAN, S.T., MT / WITRI A. S., S.ST

POLITEKNIK STTT BANDUNG

2017

       I.            I. MAKSUD DAN TUJUAN

·         Untuk mengetahui dan memahami jenis kerusakan serat wool yang terjadi dan penyebab dari kerusakan serat tersebut dengan cara penggelembungan yang akan diamati di mikroskop.

·          Untuk mengetahui dan memahami jenis kerusakan serat wool yang terjadi serta penyebab dari kerusakan serat tersebut dengan berbagai macam cara yaitu pewarnaan dan mikroskop. Untuk mengidentifikasi kerusakan pada serat wool apakah terjadi akibat kerusakan mekanika atau kerusakan kimia.

    II.            II. DASAR TEORI

Serat wool merupakan serat terpenting diantara serat-serat binatang. Serat wool yang berasal dari biri-biri adalah serat yang halus, biasanya keriting dan tumbuh terus menerus. Jenis biri-biri dan kondisi sekelilingnya seperti letak geografi, iklim dan makanan menentukan sifat wool yang dihasilkan terutama diameter dan panjang serat. Selain itu juga berpengaruh pada kekuatan kilau, keriting, warna dan jumlah kotoran.

Komposisi serat wool:

Komposisi	Merino	Cross bed
Wol/serat	49%	61%
Air	10%	12%
Lilin	16%	11%
Keringat	6%	8%
Debu/Kotoran	19%	8%

	Gambar 1. Penampang melintang dan membujur serat wool.

 

Wool adalah serat tekstil yang terdiri dari susunan protein tinggi yang merupakan polimer hasil kondensasi antara asam amino. Struktur kimia wol tersusun dari asam amino dan keratin, diantara rantai utama terdapat ikatan silang berupa ikatan sistina/jembatan belerang (hal ini tidak dimiliki oleh sutera).

	Gambar 2. Struktur serat wool

 

Struktur Fisika serat Wol

Serat wol terdiri dari dua-tiga lapisan yaitu:

1. Kutikula, yang merupakan lapisan terluar, terdiri dari sisik-sisik tanduk pipih yang saling bertumpuan seperti susunan genting. Ujung sisik menunjuk ke ujung serat.

2. Corter, yang merupakan bagian yang lebih dalam, terbentuk dari bercah-bercah berbentuk jarum kecil yang disebut sel-sel kortikel. Bagian ini merupakan 90% dari serat.

3. Beberapa wol yang sangat kasar memiliki medulla yang berupa saluran kosong atau terisi dengan susunan sel seperti rumah lebah.

Serat wol memiliki sifat keriting alam yang berdimensi tiga. Keriting tersebut akibat perkembangan sel-sel kortikel yang tidak sama dan bervariasi dengan kehalusan serat. Serat yang halus mempunyai pengeritingan sebanyak 75 tiap cm, sedangkan wol kasar lebih sedikit.

Wol adalah serat bi-komponen yang terjadi dari dua komponen yang berdampingan. Kedua komponen tersebut memiliki daya gelembung yang berbeda apabila basah. Pada waktu basah pengeritingan lebih sedikit dari pada waktu kering. Keriting tersebut memberikan daya kohesi yang baik dengan lenting dan pegangan yang enak.

Serat wol memiliki sifat bergelombang seperti pegas oleh karena itu apabila serat diregangkan maka akan lurus, namun apabila dilepaskan akan kembali bergelombang.

Struktur Kimia serat Wol

Wol merupakan jenis protein yang disebut keratin. Keratin terjadi dari beberapa asam amino yang digabungkan membentuk rantai polipeptida yang diikat silang dengan ikatan sistina dan ikatan garam. Ikatan ikatan silang inilah yang menyebabkan wol bersifat lenting dan mudah kembali kebentuk semula.

Analisa kimia menunjukkan bahwa wol terdiri dari :

§  Karbon: 50 %

§  Hidrogen: 8%

§  Nitrogen: 16,5%

§  Sulfur:3,5%

§  Oksigen:22%.

Angka diatas adalah kira-kira saja karena wol tidak homogen. Kadar hidrogen dan sulfur berbeda antara satu serat dengan yang lain karena disebabkan oleh pengaruh sinar matahari atau perbedaan jenis makanan yang dikonsumsinya. dibawah ini adalah struktur molekul dari serat wol atau komposisi serat wol

	Gambar 3. Struktur kimia serat wool.

 

Ikatan yang terjadi antara amida dengan asam amino adalah ikatan hidrogen, ikatan garam dan ikatan sistin/disulfida.

Ikatan hidrogen dan ikatan garam menyebabkan wool bersifat elastis, sedangkan jembatan sistin menyebabkan wool bersifat keriting. Apabila wool diperiksa dengan sinar-X, akan menunjukkan pola yang teratur meskipun agak baur yang menunjukkan bahwa sebagian serat wool dalam bentuk kristal.

Ikatan pada wool dipengaruhi oleh suasana larutan (pH stabil antara 4-8). Ion H⁺ dan ion OH^- berlebih dapat memutuskan ikatan garam (pH < 4 ; pH > 8).

R-COO^- + NH₃R’ + H⁺                                        R’NH₃ + HOOCR

RNH2              +             H2O

R-COO^- + NH₃R’ + OH^-                         R’NH₃[OH] + ^-OCCR’

Kelembaban tinggi menyebabkan terjadinya lapisan elektrik antara muatan [+] dan [-] sehingga ikatan pada jembatan garam berkurang. Hal ini dapat menyebabkan penurunan kekuatan tarik.

Bentuk dan Dimensi Serat

·           Dimensi wool rata-rata berkisar antara 16-17 µ.

·           Keriting, wool mempunyai keriting tiga dimensi yaitu bergelombang menurut bidang.

·           Penampang lintang serat, bentuk penampang lintang wool bervariasi dari bulat sampai lonjong.

·           Panjang, panjang staple wool terutama ditentukan oleh jenis biri-biri tetapi juga tergantung pada kondisi selama pertumbuhan wool.

Sifat fisika

·         Kilau

Kilau wool berbeda-beda dan bergantung pada struktur permukaan serat, ukuran serta lurus tidaknya serat, kilau wool ini tidak tampak pada satu serat, hanya tampak dalam suatu kelompok benang atau kain.

·         Berat Jenis dan Indeks Bias

Berat jenisnya 1,304 sedangkan indeks bias 1,553-1,542

·         Kekuatan dan mulur

Kekuatan serat dalam keadaan kering berkisar antara 1,2-1,7 g/denier dengan mulur 30-40%, sedangkan kekuatan serat dalam keadaan basah berkisar antara 0,8-1,4 g/denier dengan mulur 50-70%.

·         Elastisitas

Dalam air dingin wool mempunyai elastisitas sempurna

·         Set dan Pengerutan

Dalam air panas wool mempunyai sifat lain, apabila serat wool ditarik sampai mulur 50% di dalam air mendidih dan dibiarkan selama 30 menit dalam keadaan tetap tegang, setelah itu dilepaskan didalam air dingin, wool tersebut tidak akan mengkeret. Serat tersebut dikatakan telah di “set”. Set dan pengerutan hebat juga bisa dilakukan pada wool pada suhu rendah dari suhu didih air, tetapi pengaruhnya banyak berkurang.

·         Pengaruh sinar

Sinar matahari menyebabkan kemunduran kekuatan dan mulur serat wool karena putusnya ikatan lintang sistin dan sinar dapat pula menyebabkan timbulnya warna kuning pada wool.

·         Sifat panas

Wool mempunyai sifat menahan panas yang baik

Sifat kimia

·         Pengaruh air dan uap

Dalam air serat wool akan menggelembung dan derajat penggelembungan wol bergantung pada suhu air dan tegangan serat.

·         Asam dan Basa

Seperti protein-protein yang lain, wool bersifat amfoter yaitu dapat bereaksi dengan asam maupun basa.

·         Garam

Garam-garam yang bersifat asam atau alkali mempunyai sifat seperti asam-asam atau alkali pada pH yang sesuai.

·         Zat-zat oksidator dan reduktor

Wool peka terhadap zat-zat oksidator. Zat-zat oksidator kuat akan merusak serat karena putusnya ikatan lintang sistin.

·         Bakteri dan jamur

Dibandingkan dengan serat alam yang lain, wool paling tahan terhadap serangan jamur dan bakteri. Wool yang masih baik tahan terhadap serangan jamur dan bakteri tetapi akan mudah terserang jamur dan bakteri apabila wool telah rusak oleh zat-zat kimia terutama alkali. Wool mudah rusak karena dimakan serangga. Untuk mencegah serangan biasanya dikerjakan dengan insektisida atau dimofisikasi secara kimia.

Idenfikasi kerusakan serat wool

Jenis kerusakan pada bahan tekstil dapat dibagi menjadi dua golongan besar yaitu: kerusakan mekanika dan kerusakan kimia.

Kerusakan mekanika

Serangan serangga

Kerusakan yang disebabkan karena serangan serangga biasanya terjadi pada serat yang berasal dari polimer alam baik selulosa maupun protein. Jenis kerusakan ini digolongkan pada kerusakan mekanika, karena larva serangga memakan serat yang menyebabkan kerusakan mekanika.

Kerusakan karena serangga dapat dengan mudah ditunjukkan dengan pengamatan secara visual pada pola-pola kerusakannya. Contoh uji mungkin mengandung bagian-bagian yang terserang, yang dapat ditunjukkan dengan adanya jaring-jaring sarang serangga atau bekas gigitan serangga.

Wool mudah atau tidak tahan serangga, karena sebagian besar wool terdiri dari keratin yang dapat digunakan sebagai sumber makanan. Kerusakan yang terjadi yaitu terdapat lubang-lubang kecil dan kadang menembus pada setiap lipatan bahan. Untuk menghindari kerusakan tersebut maka ikatan disulfida diubah menjadi bistioester.

Gesekan

Kerusakan karena gesekan biasanya terbatas pada serat dalam benang atau kain. Kerusakan dapat terjadi pad asetiap tingkat pengolahan dari permintalan sampai hasil akhir dan seringkali kerusakan tersebut tidak diketahui sebelum hasil akhir diperiksa. Pengamatan pola kerusakan, yaitu benang yang tergesek permukaannya lebih berbulu daripada yang biasa dan mengandung serat-serat yang tampak terpotong, tersikat atau terkoyak-koyak apabila dilihat dengan mikroskop. Gesekan pada proses penggulungan dan pertenunan dapat menyebabkan permukaan benang berbulu atau putus benang, dan umumnya terdapat di daerah tepi kain. Rol penggulung kain dapat juga menyebabkan gesekan. Kerusakan gesekan sukar diketahui pada kain grey, tetapi pengerjaan basah akan menampakkan kerusakan tersebut.

Putus karena tarikan dan potongan

Kerusakan ini dapat dibedakan dengan melihat ujung serat di bawag mikroskop. Kerusakan karena tarikan ujung serat biasanya tercabik-cabik dan terdiri dari campuran serat putus dan tidak putus sedangkan serat terpotong biasanya ujungnya rata.

Tusukan

Sering terdapat adanya tusukan atau lubang kecil pada kain dalam suatu pola yang berulang, cacat ini disebabkan oleh suatu titik kasar pada rol logam atau sepotong logam kecil yang tertanam pada rol lunak. Pengamatan dengan menggunakan mikroskop akan menunjukkan adanya serat yang terpotong atau hancur. Banyak pabrik penyempurnaan tekstil yang membuat tabel mengenai rol-rol yang dilewati kain sehingga sumber kerusakan tersebut dengan mudah dapat dicari.

Kerusakan kimia

Kerusakan kimia dapat disebabkan oleh serangan jasad renik (microbial attack), cahaya, panas serta pengerjaan dengan menggunakan zat kimia. Pada umumnya kerusakan serat karena zat kimia dapat dibedakan dari kerusakan mekanika dengan cara mengukur fluiditas serat.

Serangan jasad renik (microbial attack)

Serangan jasad renik digolongkan kedalam kerusakan kimia karena jasad renik tersebut mengeluarkan enzim yang dapat menyebabkan kerusakan kimia. Hanya serat dari polimer alam yang diserang oleh jasad renik dan serat selulosa lebih banyak rusak dibandingkan dengan serat protein. Serat buatan tidak rusak oleh jasad renik meskipun penodaan yang timbul dapat mengurangi daya pakainya. Jasad renik akan tumbuh pada permukaan bahan tekstil apabila suhu, kelembaban, pH disebelilingnya sesuai dan terdapat sumber makanan bagi jasad renik tersebut. Jasad renik tumbuh dalam kelompok-kelompok dengan kenampakkan tertentu dan menimbulkan noda-noda pada serat yang dapat dilihat dengan cahaya biasa atau dengan cahaya ultra violet.

Cahaya

Kerusakan karena penyinaran disebabkan karena terjadinya pemutusan ikatan primer, membentuk gugus-gugus yang dapat ditunjukkan dengan pewarnaan atau titrasi. Kerusakan ini sangat susah dibedakan dari kerusakan kimia lainnya tetapi kerusakan oleh cahaya terjadi dalam pola tertentu, hal ini dapat membantu dalam penentuan kerusakan serat tersebut.

Panas

Kerusakan serat karena panas dapat ditunjukkan dengan timbulnya penodaan oada dinding primer selulosa yang berbentuk spiral.

Pengaruh alkali

Wool sangat tidak tahan terhadap alkali, adanya alkali mengakibatkan ikatan lintang disulfida mudah sekali putus, sehingga wol menjadi rusak. Wool larut dalam alkali kuat seperti NaOH dan KOH, sedangkan dalam alkali lemah seperti N_a2CO₃ dan NH₄OH, wool akan rusak merkipun diperlukan waktu yang lebih lama. Kerusakan wool dalam alkali menyebabkan terbukanya sisik-sisik pada wool kemudian larut menjadi garam amino karboksilat misalnya dalam larutan NaOH 15% dengan suhu mendidih selama 5 menit, wool akan berubah menjadi garam natrium dari amino karboksilat.

R – NH₃ – OOCR’ + NaOH                             RNH₂NaOOCR’ + H₂O

	Larut

 

Pengaruh oksidator dan reduktor

Wool juga larut dalam larutan NaOCl 5% (Clor aktif). Zat oksidator dapat menyerang jembatan sistin dan mengoksidasi semua gugus disulfida menghasilkan asam sisteat seperti asam per aserat.

Wool tahan terhadap reduktor meskipun reduktor dapat menyerang jembatan sistina, tetapi apabila dioksidasi akan membentuk jembatan sistina kembali.

Pengaruh asam dan basa

Wool bersifat amfoter yaitu dapat bereaksi dengan asam maupun basa. Adsorpsi asam ataupun basa akan memutuskan ikatan garam tetapi dapat kembali lagi. Wool lebih tahan asam kecuali asam pekat panas karena dapat memutuskan ikatan peptida.

Reaksi:

R – S – S – R’ + NaHSO₃                                 R – S – Na + R’ – S – SO₃H

	Atau R – S – H + R’ – S – SO3Na

 

oksidasi

reduksi

Secara umum:

R – S – S – R’ + 2H                  R – S – Na + R’ – S – SO₃H₂H

R – S – S – R’ + H₂O

Dalam HNO₃ wool akan berwarna kekuning-kuningan karena terjadi proses oksidasi.

Pengaruh air

Air dapat menghidrolisa ikatan disulfida terutama apabila air tersebut berbentuk uap panas. Dalam air mendidih bertekanan wool akan rusak permanen karena asam sulfenik yang terbentuk akan menguraikan wool membentuk sifat permanen.

R – CH₂ – S – OH – NaOH                              R – CH₂ – SOH +R’ – CH₂ – SH

R’ – SOH – NH₂R’’                              R – S – NH – R’’ +H₂O

Jika keadaan tersebut terdapat alkali maka asam sulfenik atau sulfonil akan terbentuk berubah menjadi anorganik.

R – CH₂ – S – OH – NaOH                  R – CH₂ – S – Ona     atau

R – CH₂ – S – H – NaOH                                 R – CH₂ – S - Na

 III.            III. ALAT DAN BAHAN

3.1              Penggelembungan dengan NaOH 0,1 N

A.         Alat

·      Mikroskop lengkap

·      Slide glass

·      Cover glass

·      Pipet tetes

·      Oven

B.         Bahan

·      Contoh Uji ( Serat wool baik, serat wool rusak hipoklorit, serat wool rusak hipoklorit serat wool rusak asam, serat wool rusak hipoklorit basa, serat wool rusak KmnO4, serat wool rusak asam, serat wool rusak kaporit, serat wool rusak panas, serat wool rusak alkali, serat wool rusak H₂O₂).

·      NaOH 0,1 N

3.2              Penggelembungan dalam KOH Amoniakal (Pereaksi Krais Viertel)

A.         Alat

·      Mikroskop lengkap

·      Slide glass

·      Cover glass

·      Pipet tetes

·      Oven

B.         Bahan

·      Contoh Uji ( Serat wool baik, serat wool rusak hipoklorit, serat wool rusak hipoklorit serat wool rusak asam, serat wool rusak hipoklorit basa, serat wool rusak KmnO4, serat wool rusak asam, serat wool rusak kaporit, serat wool rusak panas, serat wool rusak alkali, serat wool rusak H₂O₂).

·      KOH Amoniakal (20 g KOH dilarutkan dalam 50 mL NH₄OH pekat)

3.3              Pengujian Pewarnaan dengan Uji Perak Amoniakal

A.         Alat

·      Tabung reaksi

·      Pipet tetes

·      Penangas air

·      Gelas piala

B.         Bahan

·      Contoh Uji ( Serat wool baik, serat wool rusak hipoklorit, serat wool rusak hipoklorit serat wool rusak asam, serat wool rusak hipoklorit basa, serat wool rusak KmnO4, serat wool rusak asam, serat wool rusak kaporit, serat wool rusak panas, serat wool rusak alkali, serat wool rusak H₂O₂).

·      Larutan Perak Nitrat Amoniakal

3.4              Pengujian Pewarnaan dengan Uji Indigo Carmine (C.I Acid Blue 74)

A.         Alat

·      Tabung reaksi

·      Pipet tetes

·      Penangas air

·      Gelas piala

B.         Bahan

·      Contoh Uji ( Serat wool baik, serat wool rusak hipoklorit, serat wool rusak hipoklorit serat wool rusak asam, serat wool rusak hipoklorit basa, serat wool rusak KmnO4, serat wool rusak asam, serat wool rusak kaporit, serat wool rusak panas, serat wool rusak alkali, serat wool rusak H₂O₂).

·      Larutan Indigo Carmine jenuh yang diasamkan dengan Asam Sulfat 1 N

3.5              Pengujian Pewarnaan dengan Uji Metilen Biru (C.I Basic Blue 9)

A.         Alat

·      Tabung reaksi

·      Pipet tetes

·      Penangas air

·      Gelas piala

B.         Bahan

·      Contoh Uji ( Serat wool baik, serat wool rusak hipoklorit, serat wool rusak hipoklorit serat wool rusak asam, serat wool rusak hipoklorit basa, serat wool rusak KmnO4, serat wool rusak asam, serat wool rusak kaporit, serat wool rusak panas, serat wool rusak alkali, serat wool rusak H₂O₂).

·      Larutan Metilen Biru 10g/L yang diasamkan dengan Asam Sulfat 2 N.

3.6              Pengujian Pewarnaan dengan Uji C.I Acid Red 1

A.         Alat

·      Tabung reaksi

·      Pipet tetes

·      Penangas air

·      Gelas piala

B.         Bahan

·      Contoh Uji ( Serat wool baik, serat wool rusak hipoklorit, serat wool rusak hipoklorit serat wool rusak asam, serat wool rusak hipoklorit basa, serat wool rusak KmnO4, serat wool rusak asam, serat wool rusak kaporit, serat wool rusak panas, serat wool rusak alkali, serat wool rusak H₂O₂).

·      Larutan C.I Acid Red 1 1 g/L (0,1%)

 IV.            IV. CARA KERJA DAN EVALUASI

4.1              Penggelembungan dengan NaOH 0,1 N

A.         Cara kerja

§  Contoh Uji dipotong-potong sepanjang 1-2 mm.

§  Letakkan pada kaca objek dengan menggunakan medium (tetesi NaOH 1 N).

§  Tutup oleh kaca penutup dan dipanaskan pada oven dengan suhu 40^oC selama 3 menit.

§  Amati di bawah mikroskop.

B.         Evaluasi

Wool yang rusak karena cuaca akan menggelembung lebih besar dibandingkan dengan wool baik.

4.2              Penggelembungan dalam KOH Amoniakal (Pereaksi Krais Viertel)

A.         Cara kerja

§  Contoh Uji yang rusak dan tidak rusak diletakkan pada kaca objek.

§  Tetesi dengan KOH Amoniakal sebagai medium.

§  Tutup dengan kaca penutup.

§  Panaskan dalam oven dengan menggunakan suhu 40^oC selama 3 menit.

§  Amati dibawah mikroskop.

B.         Evaluasi

ü Wool yang rusak akan menggelembung dengan sangat cepat dengan penggelembungan sangat besar.

ü Gelembung timbul disepanjang serat kemudian membentuk blister.

ü Wool yang tidak rusak menggelembung setelah 5 menit dan akan tampak garis-garis memanjang dari lapisan fibrilnya.

ü Setelah 10 menit timbul gelembung didalam serat dan dalam 20 menit berkembang menjadi blister.

ü Wool yang rusak karena alkali, reaksinya baru berlangsung setelah 30 menit. Apabila serat tidak berubah tetapi kelihatan seperti kaca dan sisiknya jelas menunjukkan kerusakan alkali atau panas.

4.3              Pengujian Pewarnaan dengan Uji Perak Amoniakal

A.         Cara kerja

·      Contoh Uji direndam dalam larutan perak amoniakal selama 5-10 menit dalam suhu kamar.

·      Cuci dingin dan keringkan dalam oven.

·      Kemudian amati warna yang terjadi.

B.         Evaluasi

Contoh uji yang rusak akan berwarna coklat sampai hitam (ketuaan warna bergantung pada derajat kerusakan seratnya).

4.4              Pengujian Pewarnaan dengan Uji Indigo Carmine (C.I Acid Blue 74)

A.         Cara kerja

·      Contoh uji direndam dalam larutan pereaksi selama 10 menit pada suhu kamar.

·      Contoh Uji dicuci dengan menggunakan air dingin dan dikeringkan dalam oven.

·      Kemudian amati warna yang terjadi.

B.         Evaluasi

Serat yang rusak oleh asam, alkali, hipoklorit asam dan peroksida akan berwarna biru tua (ketuaan warna tergantung pada derajat kerusakan seratnya).

4.5              Pengujian Pewarnaan dengan Uji Metilen Biru (C.I Basic Blue 9)

A.         Cara kerja

·      Contoh Uji direndam dalam larutan Metilen Biru selama 5-10 menit pada suhu kamar.

·      Contoh Uji dicuci dengan menggunakan air dingin dan keringkan dalam oven.

·      Kemudian amati warna yang terjadi.

B.         Evaluasi

Contoh uji yang rusak karena alkali, hipoklorit dan peroksida akan berwarna biru tua (ketuaan warna tergantung dari derajat kerusakan seratnya).

4.6              Pengujian Pewarnaan dengan Uji C.I Acid Red 1

A.         Cara kerja

·      Contoh uji direndam dalam larutan pereaksi dan dididihkan selama 10 menit.

·      Contoh uji dicuci dengan air dingin dan keringkan dalam oven.

·      Kemudian amati warna yang terjadi.

B.         Evaluasi

Wool rusak dan wool yang diklorinasikan berwarna merah (ketuaan warna tergantung pada derajat kerusakan seratnya).