21.7 : Classificação do Polímero: Estereoespecificidade

A polimerização gera centros quirais ao longo de toda a estrutura de uma cadeia polimérica. Consequentemente, a estereoquímica do grupo substituinte tem um efeito significativo nas propriedades do polímero. Os polímeros formados a partir de monômeros de alceno monossubstituídos apresentam carbonos quirais em cada posição alternativa na estrutura do polímero. Em relação à orientação predominante dos substituintes nos carbonos quirais adjacentes, o polímero pode existir em três configurações diferentes: isotática, sindiotática e atática.

Na configuração isotática, os substituintes geralmente estão posicionados no mesmo lado da estrutura do polímero. Na configuração sindiotática, os substituintes alternam periodicamente em ambos os lados da cadeia polimérica. Na configuração atática, os substituintes se orientam aleatoriamente. A Figura 1 mostra a comparação do arranjo dos substituintes nas cadeias poliméricas de polipropileno isotático, sindiotático e atático.

Figura 1: Configurações estruturais das cadeias de polipropileno isotático (parte superior), polipropileno sindiotático (meio) e polipropileno atático (parte inferior).

A disposição mais regular dos substituintes nas configurações isotática e sindiotática facilita o acondicionamento próximo das cadeias poliméricas e aumenta a densidade, cristalinidade e temperatura de transição de fusão do polímero. Por outro lado, um aumento na fração da configuração atática forma cadeias poliméricas frouxamente ligadas, o que reduz a densidade e a cristalinidade do polímero.

Por exemplo, a temperatura de fusão para o polipropileno isotático comercial varia de 160 a 170 °C, dependendo da quantidade de traços atáticos presentes, enquanto para o polipropileno sindiotático é de 125 a 131 °C. Em contraste, o polipropileno atático é um material emborrachado amorfo sem um ponto de fusão acentuado. Portanto, o controle sobre a estereoespecificidade das cadeias poliméricas é importante durante a síntese do polipropileno para aplicações comerciais, como tubos e garrafas resistentes à temperatura.