Polipropylen ataktyczny (o strukturze nieuporządkowanej)

Polipropylen izotaktyczny

Polipropylen syndiotaktyczny

Taktyczność - ogólna nazwa na stereoregularność głównych łańcuchów polimerów. Wg definicji IUPAC za taktyczny uważa się taki polimer, w którym konfiguracja absolutna wszystkich merów jest jednakowa, lub powtarza się w regularnych blokach albo sekwencjach.. Gdy tego rodzaju regularności nie ma, mówi się o ataktyczności polimeru.

W uproszczeniu taktyczność polega na tym, że patrząc wzdłuż wyprostowanego głównego łańcucha polimeru, podstawniki jednego rodzaju przyłączone do atomów tworzących ten łańcuch regularnie znajdują się po jednej lub drugiej stronie. Przykładem jest polistyren, który do jednego z dwóch atomów węgla w każdym merze tworzących główny łańcuch ma przyłączony atom wodoru i grupę fenylową. Grupa fenylowa może występować tylko po jednej stronie, lub też naprzemiennie.

Taktyczność polimerów ma bardzo silny wpływ na ich własności fizyczne takie jak wytrzymałość mechaniczna, temperatury mięknięcia i krzepnięcia, gęstość, lepkość w stopie, ciepło właściwe, właściwości elektryczne, krystaliczność i wiele innych. W wielu przypadkach polimery taktyczne zwykle mają lepsze własności z punktu widzenia potencjalnych zastosowań niż polimery ataktyczne. Powoduje to, że nie jest to czysto akademicki problem lecz ma on często decydujące znaczenie technologiczne.

Przykładowo ataktyczny polipropylen ma własności zbliżone do gutaperki. Jest kruchą, półelastyczną masą, która jest technologicznie bezużyteczna. Dopiero opracowanie w 1954 r. przez Giulio Nattę metody syntezy izotaktycznego polipropylenu, który jest stałym w temperaturze pokojowej tworzywem termoplastycznym umożliwiło jego praktyczne zastosowanie.

Warunki wystąpienia taktyczności

Warunkiem koniecznym wystąpienia zjawiska taktyczności jest istnienie centrum stereogenicznego w każdym merze polimeru, podobnie jak to jest z enancjomerami. W polimerach, w których łańcuch główny składa się z atomów węgla centrum stereogeniczne musi być umiejscowione na jednym z tych atomów. Centrum to powstaje zawsze, gdy przy choć jednym z atomów węgla w każdym merze tworzącym główny łańcuch polimeru występują dwa różne podstawniki boczne.

Pozornie wydaje się to sprzeczne z zasadą, że centrum stereogeniczne powstaje wtedy, gdy do atomu węgla są przyłączone cztery różne podstawniki. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że tymi dwoma dodatkowymi "podstawnikami" są w tym przypadku fragmenty łańcucha głównego, które znajdują się po obu stronach rozpatrywanego meru. W zależności od umiejscowienia tego meru w łańcuchu głównym, fragment łańcucha przyłączony do jego prawej strony będzie dłuższy lub krótszy od tego przyłączonego do lewej strony. Wyjątek stanowić może tylko ściśle środkowy mer w łańcuchu, przy założeniu, że łańcuch zawiera nieparzystą ich liczbę, gdyż jest on formalnie achiralny. Nie ma to jednak żadnego praktycznego znaczenia dla całego zjawiska.

W odróżnieniu od enancjomerów, polimery taktyczne na ogół nie wykazują aktywności optycznej, gdyż nawet gdy są w pełni regularne są z formalnego i praktycznego punktu widzenia diastereoizmerami.

czytaj dalej: [2], [3]