Tatticità nei polimeri

I polimeri che hanno dei sostituenti legati alla catena polimerica mostrano una proprietà nota con il nome di tatticità dovuta a come tali sostituenti si trovano legati al polimero.

La tatticità assume una particolare rilevanza nei polimeri ottenuti da monomeri vinilici del tipo H2C=CHR come il propene, il vinilcloruro e lo stirene. I monomeri monosostituiti, infatti, possono polimerizzare in due modi ovvero testa-testa o testa-coda come si può vedere nello schema seguente:

isotattici-sindiotattici

dando polimeri che mostrano una certa organizzazione o in modo random. Se la catena polimerica è disegnata a zig-zag, ogni gruppo R deve trovarsi sopra o sotto il piano definito dalla catena principale. Possiamo quindi ottenere tre isomeri configurazionali di tale polimero.

Se tutti i gruppi R si trovano distribuiti in modo casuale si ha un polimero amorfo che mostra una struttura irregolare e tale polimero non cristallino è detto atattico.

Se tutti i gruppi R si trovano dallo stesso lato della catena il polimero è detto isotattico. Esso si presenta cristallino e ha una struttura regolare che massimizza le forze intermolecolari che conferiscono al polimero un’alta resistenza. Per ottenere la configurazione isotattica  vengono usati i catalizzatori Ziegler-Natta che per le loro proprietà e per il loro meccanismo di azione vengono detti stereospecifici.

Se i gruppi R si trovano alternati da un lato e dall’altro della catena polimerica in modo regolare si ha una configurazione sindiotattica. Le prorietà di un polimero sindiotattico si avvicinano di più a quelle del polimero isotattico stante la struttura regolare che dà luogo alla formazione di forze intermolecolari e a un certo grado di cristallinità.

polimeri

Per determinare la struttura di un polimero e la sua tatticità si può usare l’NMR infatti sia il polimero isotattico che sindiotattico mostrano una simmetria e danno luogo a spettri semplici con lievi differenze, mentre il polimero atattico mostra spettri molto complessi.

La configurazione dei polimeri determina diversità delle proprietà fisiche: il polimero atattico è mordido, elastico, leggermente appiccicoso e abbastanza solubile in alcuni solventi. Il polimero isotattico si presenta duro, ad alta cristallinità ed elevate temperature di fusione; è inoltre praticamente insolubile nei solventi organici a temperatura ambiente.

I diversi metodi di polimerizzazione danno polimeri differenti e con un diverso grado di tatticità e la posizione dei gruppi R influenza proprietà del polimero stesso quali punto di fusione, solubilità, proprietà meccaniche e ordine cristallino

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Author: Chimicamo

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