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齐格勒纳塔催化剂产业链

齐格勒纳塔催化剂百科

齐格勒纳塔催化剂是用于合成非支化高立体规整性的聚烯烃的催化剂。

Ziegler-Natta催化剂中文译名齐格勒-纳塔催化剂，由三乙基铝与四氯化钛组成，是一种优良的定向聚合催化剂。

化学式：TiCl4-Al(C2H5)3

应用：合成非支化高立体规整性的聚烯烃

双组分：四氯化钛-三乙基铝

一种有机金属催化剂，又叫Z-N催化剂，用于合成非支化高立体规整性的聚烯烃。典型的齐格勒-纳塔催化剂是双组分：四氯化钛-三乙基铝[TiCl4-Al(C2H5)3]

最初，烯烃聚合采用的是自由基聚合，采用这一机理需要高压反应条件，并且反应中存在着多种链转移反应，导致支化产物的产生。对于聚丙烯，问题尤为严重，无法合成高聚合度的聚丙烯。1950年代德国化学家卡尔·齐格勒合成了这一催化剂，并将其用于聚乙烯的生产，得到了支链很少的高密度聚乙烯。意大利化学家居里奥·纳塔将这一催化剂用于聚丙烯生产，发现得到了高聚合度，高规整度的聚丙烯。

从生产角度来讲，齐格勒-纳塔催化剂的出现使得很多塑料的生产不再需要高压，减少了生产成本，并且使得生产者可以对产物结构与性质进行控制。从科学研究角度上，齐格勒纳塔催化剂带动了对聚合反应机理的研究。随着机理研究的深入，一些对产物控制性更好的有机金属催化剂系统不断出现，如茂金属催化剂、凯明斯基催化剂等。基于这些贡献，卡尔·齐格勒和居里奥·纳塔分享了1963年的诺贝尔化学奖。

触媒

通常触媒为含有卤素（halides）或者是卤氧化（oxyhalide）的钛（titanium）、钒（vanadium）、铬（chromium）、钼（molybdenum）或锆（zirconium）等金属化合物，也有一些铁（iron）和钴（cobalt）的化合物在某些例子也被发现可以有效的进行聚合反应。除了卤素和卤氧化配位基之外，其他的配位基还包括：烷氧基（alkoxy），乙酰丙酮基（acetylacetonyl），环戊二烯基（cyclopentadienyl）和苯基（phenyl）。助触媒则通常为金属的氢化物（hydride），烷化物（alkyl）或芳香族（aryl），如铝（aluminum）、锂（lithium）、锌（zinc）、锡（tin）、镉（cadmium）、铍（beryllium）、镁（magnesium）。从商业化的观点来看，最重要的组合为三氯化钛（titanium trihalides）和四氯化钛（titanium tetrahalides）与三烷基铝（trialkylaluminum）化合物的组合。

Ziegler和Natta所发现和发展出来的触媒可以控制聚合物的分子结构并获得相当优良的性质，这些触媒在聚合反应过程其实是以异相的（heterogeneous）状态存在于聚合溶液而非溶解于反应中，这些触媒通常是过渡金属所衍生的化合物，如三氯化钛或四氯化钛加上烷基铝的衍生物。一般皆相信这些具异相性结构及结晶性的三氯化钛表面是活化部位存在的位置，而这些活化部位与未饱和烯烃形成配位则是最初被认为能够确保高效率反应的必要条件，而且这也被认为是合成线性聚乙烯及同排立体规则性聚丙烯和其他聚烯烃所必须的。此外，另一个由菲利普石油公司所发展出来的触媒系统也同样获得工业界的重视，它也可以合成出高线性的聚乙烯，这个触媒系统在聚合过程中同样的也是处于异相性的状态，它是以氧化矽（silica）或氧化铝（alumina）为载体，将氧化铬（chromium oxide）负载在上面。

应用

Ziegler-Natta催化剂最常用的是使烯烃聚合，在插入烯烃反应中有重要应用。