Un catalyseur Ziegler-Natta est l’un des trois principaux types de catalyseurs qui sont efficaces pour polymériser des oléfines ou des composés hydrocarbonés avec des doubles liaisons carbone. Les trois types de catalyseurs de la catégorie de catalyseurs Ziegler-Natta sont : les catalyseurs solides et supportés en titane et un co-catalyseur généralement en aluminium ; métallocène ou métaux de transition avec deux anions cyclopentadiényle, ou ions avec une charge négative; et non métallocène avec des ligands oxygène ou azote. Ces trois catalyseurs sont utiles dans la polymérisation du vinyle et aident à contrôler la tacticité, ou les groupes pendants issus de la chaîne carbonée du vinyle. Le premier catalyseur, le catalyseur à base de titane, a été identifié par Karl Ziegler en 1953. Giulio Natta a ensuite utilisé le catalyseur pour fabriquer des polymères.
Lors de la création de plastique ou de travail avec du vinyle, il est impératif que les liaisons chimiques soient polymérisées ou transformées en longues chaînes d’éléments répétitifs. Le catalyseur le plus populaire et le plus utilisé pour créer cet effet est l’un des catalyseurs Ziegler-Natta. Un catalyseur Ziegler-Natta est l’un des trois types de catalyseurs capables de polymériser des hydrocarbures avec des doubles liaisons.
Le premier catalyseur Ziegler-Natta créé était la variante en titane. Ce catalyseur commence par une base de titane. Il y a un co-catalyseur ajouté au titane, généralement de l’aluminium. Des modificateurs organiques sont également ajoutés pour équilibrer la combinaison de catalyseurs.
Les catalyseurs métallocènes sont la combinaison d’un métal de transition et de cyclopentadiényle. Le cyclopentadiényle est une combinaison d’hydrocarbures avec cinq atomes de carbone et six atomes d’hydrogène, et il y a deux anions de ce composé mélangés avec le métal de transition. Ces métaux sont ceux qui ont une sous-coquille incomplète et se trouvent principalement dans le bloc d de la table élémentaire.
Les catalyseurs non métallocènes sont le troisième catalyseur de Ziegler-Natta. Ces catalyseurs sont d’abord préparés avec un métal scandium ou actinoïde, ou des métaux de transition doux à denses. Après cela, un ligand – un atome qui se lie à l’atome central du métal – est ajouté au métal d’oxygène ou d’azote.
Ces trois catalyseurs sont utiles dans la polymérisation du vinyle, et tous les types de catalyseurs Ziegler-Natta représentent les principaux catalyseurs utilisés dans la fabrication du plastique. En effet, ces catalyseurs aident les scientifiques et les fabricants à contrôler la tacticité du vinyle ou la manière dont les groupes pendants sont disposés dans le polymère vinylique. Le moindre changement du squelette polymère modifie la structure et l’usage du vinyle, le squelette doit donc être précis.
Deux scientifiques sont responsables de ce groupe de catalyseurs. Ziegler fabriquait des catalyseurs à base de titane. Natta a repris le concept et l’a utilisé pour la polymérisation. Natta a également découvert les deux autres catalyseurs de la catégorie des catalyseurs Ziegler-Natta.