En Ziegler-Natta-katalysator är en av tre huvudkatalysatortyper som är effektiva vid polymerisering av olefiner eller kolväteföreningar med dubbla kolbindningar. De tre katalysatortyperna i Ziegler-Natta-katalysatorkategorin är: fasta och uppburna katalysatorer från titan och en samkatalysator vanligtvis av aluminium; metallocen eller övergångsmetaller med två cyklopentadienylanjoner, eller joner med negativ laddning; och icke-metallocen med syre- eller kväveligander. Alla dessa tre katalysatorer är användbara vid vinylpolymerisation och hjälper till att kontrollera takticiteten, eller de vidhängande grupperna som växer från vinylens kolkedja. Den första katalysatorn, den titanbaserade katalysatorn, identifierades av Karl Ziegler 1953. Giulio Natta använde sedan katalysatorn för att tillverka polymerer.
När du skapar plast eller arbetar med vinyl är det absolut nödvändigt att kemiska bindningar polymeriseras eller görs till långa kedjor av återkommande element. Den mest populära och välanvända katalysatorn för att skapa denna effekt är en av Ziegler-Natta-katalysatorerna. En Ziegler-Natta-katalysator är en av tre katalysatortyper som kan polymerisera kolväten med dubbelbindningar.
Den första Ziegler-Natta-katalysatorn som skapades var titanvarianten. Denna katalysator börjar med en titanbas. Det tillsätts en samkatalysator till titanet, vanligtvis aluminium. Organiska modifieringsmedel tillsätts också för att balansera ut katalysatorkombinationen.
Metallocenkatalysatorer är kombinationen av en övergångsmetall och cyklopentadienyl. Cyclopentadienyl är en kolvätekombination med fem kolatomer och sex väteatomer, och det finns två anjoner av denna förening blandade med övergångsmetallen. Dessa metaller är alla som har ett ofullständigt underskal, och de finns mestadels i d-blocket i elementartabellen.
Icke-metallocenkatalysatorer är den tredje Ziegler-Natta-katalysatorn. Dessa katalysatorer framställs först med en skandium- eller aktinoidmetall, eller mjuka till täta övergångsmetaller. Efter detta tillsätts en ligand – en atom som binder till metallens centrala atom – till metallen av antingen syre eller kväve.
Alla dessa tre katalysatorer är användbara vid vinylpolymerisation, och alla Ziegler-Natta-katalysatortyper representerar de viktigaste katalysatorerna som används vid tillverkning av plast. Detta beror på att dessa katalysatorer hjälper forskare och tillverkare att kontrollera vinylens takticitet, eller hur hängande grupper är ordnade i vinylpolymeren. Den minsta förändring av polymerskelettet förändrar vinylens struktur och användning, så skelettet måste vara exakt.
Två forskare är ansvariga för denna grupp av katalysatorer. Ziegler gjorde titanbaserade katalysatorer. Natta tog konceptet och använde i det polymerisation. Natta upptäckte också de andra två katalysatorerna i kategorin Ziegler-Natta-katalysatorer.