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齊格勒-納塔催化劑

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齊格勒-納塔催化劑
Ziegler-Natta catalyst
一種有機金屬催化劑。由四氯化鈦-三乙基鋁[TiCl4-Al(C2H5)3]組成。1953年前後由K.齊格勒和G.納塔發明,他們因此獲1963 年諾貝爾化學獎。適用於常壓催化乙烯聚合,所得聚乙烯具有立體規整性好、密度高 、結晶度高等特點 。
四氯化鈦與有機鋁首先作用,被還原至三氯化鈦,然後被烷基化而得氯化烷基鈦,烯烴絡合在鈦原子的空位,而逐步聚合成長鏈。因該聚合反應是非均相配位過程,所以又稱為配位聚合。聚合過程的機理有不同的說法:①烯烴通過π絡合遷移到另一空位而改變為σ絡合,空出的位置讓第二個烯烴進行π絡合。第二個烯烴分子與前一個烷基處在鄰近的位置,它們彼此成鍵,同時又空出一個配位,讓第三個烯烴來絡合,這樣配位讓位相繼,烯烴分子一個一個地接長成鏈,這種說法為較多數人所接受;②在鈦原子上的σ-絡合烷烴經過α消除而涉及鈦-卡賓的過程,另一分子烯烴與卡賓發生插入反應而接長碳鏈。
反應機理圖:
齊格勒-納塔催化劑
齊格勒-納塔催化劑的成就 ,帶動了研究與不同金屬配合的配位聚合催化劑。這類催化劑中必須有一種金屬是過渡金屬,提供π絡合空位,而另一種金屬起還原性烷基化作用。這些催化劑屬定向催化劑,能嚴格控制聚合物的化學結構,適合於合成規整性的高聚物。後來人們把起這兩種作用的金屬配成的催化劑成功地用於合成規整性的高聚物,如聚異戊二烯等方面。
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