齐格勒-纳塔催化剂

齐格勒-纳塔催化剂，以 Karl Ziegler 和 Giulio Natta 的名字命名，是一种用于合成 1-烯烃（α-烯烃）聚合物的催化剂。 使用两大类齐格勒-纳塔催化剂，以其溶解度区分：

• 基于钛化合物的多相负载型催化剂与助催化剂、有机铝化合物（如三乙基铝、Al(C2H5)3）结合用于聚合反应。 这类催化剂在行业中占主导地位。
• 均相催化剂通常基于第 4 族金属钛、锆或铪的络合物。 它们通常与不同的有机铝助催化剂、甲基铝氧烷（或甲基铝氧烷，MAO）结合使用。 这些催化剂传统上含有茂金属，但也具有多齿氧基和氮基配体。

齐格勒-纳塔催化剂用于聚合末端烯烃（乙烯和带有乙烯基双键的烯烃）：

n CH2=CHR → −[CH2−CHR]n−;

流化床工艺的特点，包括其简单性和产品质量，使其在世界范围内被广泛接受。 时至今日，流化床工艺是两种最广泛使用的聚丙烯生产技术之一。

在 1970 年代，引入了氯化镁负载的齐格勒-纳塔催化剂。 这些催化剂表现出如此高的活性，以至于可以从后处理中省略昂贵的步骤。 这些省略的过程包括脱灰（去除残留催化剂）和去除不需要的无定形聚合物。

Natta 首先使用基于氯化钛的聚合催化剂来聚合丙烯和其他 1-烯烃。 他发现这些聚合物是结晶材料，并将它们的结晶度归因于聚合物结构的一个特殊特征，称为立构规整性。

左图用聚丙烯说明了聚合物链中立构规整性的概念。

有规立构聚（1-烯烃）可以是全同立构或间同立构的，这取决于由单元 -[CH2-CHR]- 组成的聚合物链中烷基的相对取向，如图中的 CH3 基团。 在全同立构聚合物中，所有立体异构中心 CHR 共享相同的构型。 间同立构聚合物中的立构中心交替其相对构型。 在其烷基取代基 (R) 的位置上没有任何规则排列的聚合物称为无规聚合物。 全同立构聚丙烯和间同立构聚丙烯都是结晶性的，而也可以用特殊的齐格勒-纳塔催化剂制备的无规立构聚丙烯是无定形的。 聚合物的立构规整性由用于制备它的催化剂决定。