21.7 : Polimer Sınıflandırması: Stereospesifiklik

Polimerizasyon, bir polimer zincirinin tüm omurgası boyunca kiral merkezler oluşturur. Buna göre ikame grubunun stereokimyası, polimer özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Tekli ikame edilmiş alken monomerlerinden oluşturulan polimerler, polimer omurgasındaki her alternatif pozisyonda kiral karbonlara sahiptir. Bitişik kiral karbonlardaki ikame edicilerin baskın yönelimine bağlı olarak polimer üç farklı konfigürasyonda mevcut olabilir: izotaktik, sindiyotaktik ve ataktik.

İzotaktik konfigürasyonda, ikame ediciler genellikle polimer omurgasının aynı tarafında konumlandırılır. Sindiyotaktik konfigürasyonda, ikame ediciler periyodik olarak polimer zincirinin her iki tarafında dönüşümlü olarak yer alır. Ataktik konfigürasyonda, ikame ediciler rastgele yönlenir. Şekil 1'de izotaktik, sindiyotaktik ve ataktik polipropilen polimer zincirlerindeki ikame edicilerin düzeninin karşılaştırması gösterilmektedir.

Figure 1: İzotaktik polipropilen (üst), sindiyotaktik polipropilen (orta) ve ataktik polipropilen (alt) zincirlerin yapısal konfigürasyonları.

İkame edicilerin izotaktik ve sindiyotaktik konfigürasyonlarda daha düzenli düzenlenmesi, polimer zincirlerinin sıkı paketlenmesini kolaylaştırır ve polimerin yoğunluğunu, kristalliğini ve erime geçiş sıcaklığını arttırır. Öte yandan, ataktik konfigürasyonun fraksiyonundaki bir artış, polimer zincirlerinin gevşek bir şekilde bağlanmasına neden olur ve bu da polimerin yoğunluğunu ve kristalinitesini azaltır.

Örneğin, ticari izotaktik polipropilen için erime sıcaklığı, mevcut ataktik izlerin miktarına bağlı olarak 160 ila 170 °C iken, sindiyotaktik polipropilen için erime sıcaklığı 125 ila 131 °C'dir. Bunun aksine, ataktik polipropilen keskin bir erime noktasına sahip olmayan amorf kauçuksu bir malzemedir. Bu nedenle, sıcaklığa dayanıklı tüpler ve şişeler gibi ticari uygulamalar için polipropilen sentezlenirken polimer zincirlerinin stereospesifikliğinin kontrolü önemlidir.