Nøgleforskellen mellem ataktisk isotaktisk og syndiotaktisk polymer er, at de ataktiske polymerer har deres substituenter på en tilfældig måde, og isotaktiske polymerer har deres substituenter på samme side, hvorimod de syndiotaktiske polymerer har deres substituenter i et alternerende mønster.
Takticitet er et kemisk koncept, der beskriver den relative støkiometri af tilstødende chirale centre i et makromolekyle. Et makromolekyle er et stort molekyle såsom en polymer. Taktik er vigtig for at bestemme egenskaberne af en polymer. Det er fordi strukturen af en polymer regulerer andre egenskaber som stivhed, krystallinitet osv.
Hvad er atactic polymer?
En ataktisk polymer er et polymermateriale, hvor substituenterne i en kulstofkæde er arrangeret på en tilfældig måde. Sædvanligvis har polymerer, der dannes via fri radikal polymerisation, denne struktur; for eksempel polyvinylchlorid. Ataktiske polymerer har en amorf struktur på grund af det tilfældige arrangement af substituentgrupper.
Figur 01: Generel struktur af en ataktisk polymer
Disse ataktiske polymerer er imidlertid vigtige i polymerteknologi, f.eks. polystyren. Selvom det er ataktisk, kan vi opnå et syndiotaktisk polystyrenmateriale, hvis vi bruger en specialiseret katalysator. Imidlertid er industrielt fremstillet polystyren ataktisk, fordi producenterne ikke bruger specifikke katalysatorer. Da der er tilfældigt arrangerede substituentgrupper, kan polymerkæderne ikke arrangeres på en ordnet måde. Derfor er polystyren et semi-krystallinsk materiale.
Når vi overvejer strukturen af et polymermateriale, kalder vi to tilstødende polymerenheder som en "diad". Hvis diaden har to identiske enheder, orienteret på samme måde, kalder vi det en meso diade. I ataktiske polymerer varierer procentdelen af disse meso-diader fra 1-99%.
Hvad er isotaktisk polymer?
En isotaktisk polymer er en polymer, som har substituenterne på samme side af kulstofkæden. Det betyder; alle substituenterne i polymermaterialet er placeret på samme side af polymerens rygrad.
Figur 02: Struktur af isotaktisk polymer
Industrielt fremstillet polypropylen er f.eks. isotaktisk. Dens produktionsmetode er Ziegler-Natta-katalyse. Norm alt er disse polymerer semi-krystallinske. De viser en helix-konfiguration. Dette materiale indeholder også 100 % meso-diader.
Hvad er syndiotaktisk polymer?
Syndiotaktiske polymerer er polymermaterialer, som har substituenterne i et vekslende mønster. Derfor har substituentgrupper alternative positioner langs polymerens rygrad.
Figur 03: Syndiotaktisk polymers struktur
Hvis vi producerer polystyren via metallocen-katalysepolymerisation, giver det et syndiotaktisk polystyrenmateriale, og det er et krystallinsk materiale. Polymeren indeholder 100 % racemo-diader (diaden indeholder to enheder orienteret i modsat retning).
Hvad er forskellen mellem ataktisk isotaktisk og syndiotaktisk polymer?
Der er tre typer polymerer i henhold til takticiteten: ataktiske polymerer, isotaktiske polymerer og syndiotaktiske polymerer. Den vigtigste forskel mellem ataktisk isotaktisk og syndiotaktisk polymer er, at ataktiske polymerer har deres substituenter på en tilfældig måde, og isotaktiske polymerer har deres substituenter på samme side, hvorimod de syndiotaktiske polymerer har deres substituenter i et alternerende mønster.
Yderligere er ataktiske polymerer for det meste amorfe, og isotaktiske polymerer er semi-krystallinske, hvorimod syndiotaktiske polymerer for det meste er krystallinske. Desuden er en anden væsentlig forskel mellem ataktisk isotaktisk og syndiotaktisk polymer, at ataktiske polymerer har 1-99 % meso-diader, mens isotaktiske polymerer har 100 % meso-diader, og syndiotaktiske polymerer har 100 % racemodiader.
Nedenstående infografik opsummerer forskellen mellem ataktisk isotaktisk og syndiotaktisk polymer, side om side.
Opsummering – Ataktisk isotaktisk vs syndiotaktisk polymer
Der er tre typer polymerer i henhold til deres takticitet: ataktisk polymer, isotaktisk polymer og syndiotaktisk polymer. Den vigtigste forskel mellem ataktisk isotaktisk og syndiotaktisk polymer er, at de ataktiske polymerer har deres substituenter på en tilfældig måde, og de isotaktiske polymerer har deres substituenter på samme side, hvorimod de syndiotaktiske polymerer har deres substituenter i et alternerende mønster.
