Zat Warna untuk Pencelupan Karbon Dioksida Superkritik


“Like dissolves like”. Maksudnya adalah suatu zat akan terlarut sempurna di dalam pelarutnya jika keduanya memiliki kepolaran yang sama. Meski terdengar menjadi agak terlalu disederhanakan, karena mengabaikan bentuk interaksi pelarut-terlarut lainnya, pernyataan tersebut cukup bisa dijadikan sebagai pegangan untuk memprediksi kelarutan. Secara umum, daya pelarutan CO2 bisa dikatakan mendekati hidrokarbon atau halokarbon25, dan tidak ada perbedaan kepolaran yang signifikan antara CO2 cair dan superkritik19. Oleh sebab itu, pada umumnya, hampir semua molekul non-polar dapat larut dengan baik di dalam SCO2, sedangkan hampir semua senyawa dan polimer bersifat polar tidak dapat larut. Air dan senyawa ionik kuat hanya sedikit larut dalam SCO2.

Zat warna yang paling memenuhi syarat untuk pencelupan dengan SCO2 adalah zat warna dispersi karena zat warna ini pada umumnya hanya sedikit polar (dan sedikit larut-air) dan tidak mengandung muatan (nonionik), sehingga ia mudah larut di dalam SCO2. Dengan demikian jelas mengapa pencelupan poliester merupakan sistem yang mula-mula dan paling banyak dipelajari (Gambar 5), di samping tentu saja karena nilai ekonominya. Zat warna bejana sebetulnya juga tidak larut-air dan bersifat nonionik (dalam bentuk oksidasinya), akan tetapi sejauh ini belum ada laporan mengenai pencelupan SCO2 dengan zat warna bejana, meski pemakaiannya untuk pencelupan poliester belakangan cukup banyak menarik perhatian para peneliti (lihat misalnya Kunttou28 dan Son29 ). Zat warna lain seperti reaktif, direk, asam dan kationik tidak dapat digunakan karena bersifat ionik dan polar sehingga tidak larut dalam SCO2.


Kelarutan zat warna dispersi di dalam SCO2 merupakan salah satu parameter paling penting dalam memilih zat warna dan untuk mengoptimalkan suhu dan tekanan proses. Untuk mendapatkan hasil terbaik pada pencelupan dengan SCO2 dibutuhkan zat warna dispersi yang dapat larut dengan baik di dalam SCO2. Pada prinsipnya, semakin besar kepolaran zat warna semakin berkurang kelarutannya di dalam SCO2. Zat warna dispersi komersial pada umumnya mengandung berbagai macam zat pembantu dari jenis surfaktan untuk mencegah aglomerasi dalam proses pembuatannya maupun penyimpanan. Zat-zat tersebut dapat memberi kepolaran pada zat warna dispersi, meskipun tidak sebesar kepolaran yang dimiliki zat warna ionik, dan mempengaruhi tingkat kelarutannya di dalam SCO2. Di samping itu, gugus yang mengandung atom-atom bersifat elektronegatif, apalagi jika atom tersebut membawa hidrogen (misalnya N-NH-, -NH2-, -CONH, -OH, -SH), dapat berinteraksi kuat dengan air membentuk ikatan hidrogen dan menyumbang kelarutan dengan tingkat yang berbeda-beda pada zat warna30. Untuk pembahasan lebih detil mengenai hubungan antara struktur molekul dan sifat kelarutan zat warna dispersi pembaca dapat merujuk makalah yang ditulis Draper dkk31. Tabel 1 menyajikan beberapa contoh zat warna yang dibahas di sana.

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s