Taktisite

Taktisite (taktiklik), bir polimer zincirindeki asılı grupların omurga üzerinde düzenlenme şeklini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Taktisite, ikame gruplarının uzamsal düzeniyle ilgili olduğu için stereokimyanın bir uygulamasıdır.

Bir polimerin taktikliği, asılı grupların polimer zincirinin hangi tarafında olduğuna göre belirlenir. Erime aralığı, camsı geçiş sıcaklığı, çözünürlük vb. gibi fiziksel özellikler, polimer zincirindeki yan zincir ikame edicilerinin stereospesifik düzenlemesine bağlı olacaktır. Bir polimerin taktisitesi, polimerin hangi sıcaklıkta eridiğini, bir çözücü içinde ne kadar çözünür olduğunu ve mekanik özelliklerinin anlaşılmasına da yardımcı olur.

Taktiklik, yalnızca polimer zincir omurgasında asimetrik bir karbon olduğunda ortaya çıkar. Tipik olarak, vinil monomerlerden (CH2CHX) elde edilen polimerlerde –R yan gruplarının zincir boyunca diziliş biçimi farklı olabilmektedir. -R  yan gruplarının konumuna bağlı olarak izotaktik, sindiyotaktik ve ataktik polimer yapıları ortaya çıkar.

İzotaktik polimerlerde, yan gruplarının hepsi aynı yönelime sahiptir. İzotaktik polimerler genellikle yarı kristaldir ve genellikle bir sarmal konfigürasyon (yapılandırma) oluşturur. Ziegler-Natta katalizörünün oluşturduğu polipropilen, izotaktik bir polimerdir.

Sindiyotaktik polimerler, değişen yan grup düzenlemelerine sahiptir. Metalosen kataliz polimerizasyonu ile yapılan sindiyotaktik polistiren, 161 °C'lik bir erime noktasına sahip kristaldir. Gutta percha aynı zamanda sindiyotaktik polimer için bir örnektir.

Polimerin fiziksel özelliklerini kontrol etmenin birçok yönü vardır. İzotaktik ve sindiyotaktik polimerler, polimer zincirinde daha yüksek kristalliğe yol açan uzun menzilli düzen sağlar. Polipropilen, taktikselliğin polimerin fiziksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğuna dair iyi bir örnektir. Ataktik polipropilen, polimer omurgasında çok az düzene sahiptir ve amorftur. En yaygın olarak, amorf polipropilen, doğrusal düşük yoğunluklu polipropilen (Linear low density polyethylene; "LLDPE") olarak adlandırılır. Bu polimer şeffaftır ve soda şişelerinde kullanılır. İzotaktik polipropilen (High Density Polyetylene; "HDPE"), mekanik mukavemet ve kristallik ekleyen uzun menzilli bir düzene sahiptir. Polipropilenin bu versiyonu çamaşır deterjanı şişelerinde kullanılır ve LLDPE gibi şeffaf değildir. Polipropilenin bu özelliği çok önemlidir. Bunun üzerine Ziegler ve Natta, izotaktik polipropilenin sentezinde kullanılabilecek bir katalizörü icat etmişlerdir. Bu katalizör günlük hayata önemli katkı sağlamıştır ve milyar dolarlık bir endüstri üretmiştir.

Taktisite kıyasına bir diğer örnek ise, sindiyotatik ve izotatik poli (metil metakrilat)'ın camsı geçiş sıcaklığı (Tg) farkı 115 °K (Kelvin) aralığındadır. Bu, Gibbs-Di Marzio (1958) teorisine dayanan teorik bir türetme ile doğrulanmıştır. Hidrojen dışında sadece bir ikame grubuna sahip polimerler için, taktikliğin camsı geçiş sıcaklığı üzerindeki etkisi çok daha az belirgindir. Örneğin, polistiren ve poli (alkil akrilatlar) için, Tg'deki varyasyonlar sadece 20 °K civarındayken, poli (a-kloro akrilatlar) ve poli (α-metil stiren) varyasyonları için sırasıyla 90 °K ve 65 °K, gözlemlenmiştir. Bu davranışın açıklaması, alternatif zincir omurga atomları üzerindeki asimetrik çift taraflı grupların varlığı nedeniyle dönüşe eklenen sterik itmede yatmaktadır. Bir ataktik polimere kıyasla polimerin sertliğini önemli ölçüde artırmaktadır. Örneğin, genişletilmiş düzlemsel zikzak konfigürasyonları ve farklı sarmal formlar, yüksek düzeyde sindiyotaktik zincirlerde gözlenmez. Ayrıca, sindiyo ve izotaktik zincirlerdeki daha büyük düzen kristalleşmeyi destekler, yani taktik polimerler genellikle kristallidir. Aşağıdaki tablo, bazı sindiyotaktik, izotaktik ve ataktik (met)akrilat polimerler için cam sıcaklıklarını verir.