Kaj je Ziegler-Natta katalizator?

Ziegler-Natta katalizator je eden od treh glavnih vrst katalizatorjev, ki so učinkoviti pri polimerizaciji olefinov ali ogljikovodikovih spojin z dvojnimi ogljikovimi vezmi. Trije tipi katalizatorjev v kategoriji katalizatorjev Ziegler-Natta so: trdni katalizatorji in podprti katalizatorji iz titana in sokatalizator, običajno iz aluminija; metalocen ali prehodne kovine z dvema ciklopentadienilnima anionoma ali ioni z negativnim nabojem; in nemetalocen s kisikovimi ali dušikovimi ligandi. Vsi trije ti katalizatorji so uporabni pri polimerizaciji vinila in pomagajo nadzorovati taktičnost ali obesne skupine, ki vzgajajo iz ogljikove verige vinila. Prvi katalizator, katalizator na osnovi titana, je identificiral Karl Ziegler leta 1953. Giulio Natta je nato katalizator uporabil za izdelavo polimerov.

Pri ustvarjanju plastike ali delu z vinilom je nujno, da se kemične vezi polimerizirajo ali naredijo v dolge verige ponavljajočih se elementov. Najbolj priljubljen in dobro uporabljen katalizator za ustvarjanje tega učinka je eden od katalizatorjev Ziegler-Natta. Ziegler-Natta katalizator je eden od treh vrst katalizatorjev, ki lahko polimerizirajo ogljikovodike z dvojnimi vezmi.

Prvi ustvarjen Ziegler-Natta katalizator je bila titanova različica. Ta katalizator se začne s titanovo osnovo. Titanu je dodan sokatalizator, običajno aluminij. Dodani so tudi organski modifikatorji, ki uravnotežijo kombinacijo katalizatorjev.
Metalocenski katalizatorji so kombinacija prehodne kovine in ciklopentadienila. Ciklopentadienil je kombinacija ogljikovodikov s petimi atomi ogljika in šestimi atomi vodika, dva aniona te spojine pa sta pomešana s prehodno kovino. Te kovine so vse, ki imajo nepopolno podlupino in jih večinoma najdemo v d-bloku elementarne tabele.

Nemetalocenski katalizatorji so tretji Ziegler-Natta katalizator. Te katalizatorje najprej pripravimo s skandijem ali aktinoidno kovino ali mehkimi do gostimi prehodnimi kovinami. Po tem se kovini kisika ali dušika doda ligand – atom, ki se veže na osrednji atom kovine.

Vsi trije ti katalizatorji so uporabni pri polimerizaciji vinila, vsi Ziegler-Natta tipi katalizatorjev pa predstavljajo glavne katalizatorje, ki se uporabljajo pri izdelavi plastike. To je zato, ker ti katalizatorji pomagajo znanstvenikom in proizvajalcem nadzorovati taktičnost vinila ali kako so obesne skupine razporejene v vinilnem polimeru. Že najmanjša sprememba polimernega skeleta spremeni strukturo in uporabo vinila, zato mora biti skelet natančen.

Za to skupino katalizatorjev sta odgovorna dva znanstvenika. Ziegler je izdelal katalizatorje na osnovi titana. Natta je vzela koncept in v njem uporabila polimerizacijo. Natta je odkril tudi druga dva katalizatorja v kategoriji katalizatorjev Ziegler-Natta.