Što je Ziegler-Natta katalizator?

Ziegler-Natta katalizator je jedan od tri glavna tipa katalizatora koji su učinkoviti u polimerizaciji olefina ili ugljikovodičnih spojeva s dvostrukim ugljikovim vezama. Tri tipa katalizatora u kategoriji Ziegler-Natta katalizatora su: čvrsti katalizatori i katalizatori na podlozi od titana i kokatalizator obično od aluminija; metalocen ili prijelazni metali s dva ciklopentadienilna aniona, ili ioni s negativnim nabojem; i nemetalocen s kisikovim ili dušikovim ligandima. Sva tri ova katalizatora korisna su u polimerizaciji vinila i pomažu u kontroli taktičnosti, odnosno privjesnih skupina koje niču iz ugljičnog lanca vinila. Prvi katalizator, katalizator na bazi titana, identificirao je Karl Ziegler 1953. Giulio Natta je tada koristio katalizator za izradu polimera.

Prilikom izrade plastike ili rada s vinilom, neophodno je da se kemijske veze polimeriziraju, ili da se naprave u duge lance elemenata koji se ponavljaju. Najpopularniji i dobro korišteni katalizator za stvaranje ovog efekta je jedan od Ziegler-Natta katalizatora. Ziegler-Natta katalizator je jedan od tri tipa katalizatora koji mogu polimerizirati ugljikovodike s dvostrukim vezama.

Prvi stvoreni Ziegler-Natta katalizator bila je titanijska varijanta. Ovaj katalizator počinje s titanskom bazom. Titanu se dodaje kokatalizator, obično aluminij. Također se dodaju organski modifikatori kako bi se uravnotežila kombinacija katalizatora.
Metalocenski katalizatori su kombinacija prijelaznog metala i ciklopentadienila. Ciklopentadienil je kombinacija ugljikovodika s pet atoma ugljika i šest atoma vodika, a dva su aniona ovog spoja pomiješana s prijelaznim metalom. Ovi metali su svi koji imaju nepotpunu podljusku, a uglavnom se nalaze u d-bloku elementarne tablice.

Nemetalocenski katalizatori su treći Ziegler-Natta katalizator. Ti se katalizatori prvo pripremaju sa skandijem ili aktinoidnim metalom, ili mekim do gustim prijelaznim metalima. Nakon toga, ligand – atom koji se veže na središnji atom metala – dodaje se metalu kisika ili dušika.

Sva tri ova katalizatora su korisna u polimerizaciji vinila, a svi Ziegler-Natta tipovi katalizatora predstavljaju glavne katalizatore koji se koriste u proizvodnji plastike. To je zato što ovi katalizatori pomažu znanstvenicima i proizvođačima kontrolirati taktičnost vinila ili način na koji su privjesne skupine raspoređene u vinilnom polimeru. Najmanja promjena polimernog kostura mijenja strukturu i upotrebu vinila, tako da kostur mora biti precizan.

Za ovu skupinu katalizatora odgovorna su dva znanstvenika. Ziegler je napravio katalizatore na bazi titana. Natta je preuzela koncept i u njemu koristila polimerizaciju. Natta je također otkrio druga dva katalizatora u kategoriji Ziegler-Natta katalizatora.