ตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Nattaซึ่งตั้งชื่อตามKarl ZieglerและGiulio Nattaเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์ของ 1-อัลคีน ( อัลฟา-โอเลฟิน ) ตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก โดยจำแนกตามความสามารถในการละลาย:

• ตัวเร่งปฏิกิริยา แบบเฮ เทอโรจีนัส ที่ รองรับด้วยสารประกอบไทเทเนียมถูกนำมาใช้ในปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาร่วม สารประกอบ ออร์กาโนอะลูมิเนียมเช่นไตรเอทิลอะลูมิเนียม Al(C ₂ H ₅ ) ₃ตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทนี้ครองตลาดอุตสาหกรรม^{[ 1 ]}
• ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเอกพันธ์โดยทั่วไปจะใช้สารประกอบของโลหะหมู่ 4 เช่นไทเทเนียมเซอร์โคเนียมหรือแฮฟเนียมโดยปกติจะใช้ร่วมกับโคแคตตาลิสต์ออร์กาโนอะลูมิเนียม ชนิดอื่น เช่น เมทิลอะ ลูมิโนออกเซน (หรือเมทิลอะลูม็อกเซน, MAO) ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้โดยทั่วไปจะมีเมทัลโลซีนเป็นองค์ประกอบ แต่ยังมีลิแกนด์แบบหลายตำแหน่งที่มีออกซิเจนและไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบด้วย^{[ 2 ]}

ตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta ใช้ในการพอลิเมอไรซ์แอลคีน ปลาย (เอทิลีนและแอลคีนที่มี พันธะคู่ ไวนิล ):

n  CH ₂ =CHR → −[CH ₂ −CHR] _n −;

รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 1963 มอบให้แก่คาร์ล ซีกเลอร์ ชาวเยอรมัน สำหรับการค้นพบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ไทเทเนียมเป็นครั้งแรก และจูลิโอ นัตตา ชาวอิตาลี สำหรับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้ในการเตรียมพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างแบบสเตอริโอเรกูลาร์จากโพรพิลีน ตัว เร่ง ปฏิกิริยาซีกเลอร์-นัตตาถูกนำมาใช้ในการผลิตพอลิโอเลฟินส์ชนิดต่างๆ ในเชิงพาณิชย์มาตั้งแต่ปี 1956 ณ ปี 2010 ปริมาณรวมของพลาสติก อีลาสโตเมอร์ และยางที่ผลิตจากแอลคีนโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้และตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง (โดยเฉพาะฟิลลิปส์) ทั่วโลกมีมากกว่า 100 ล้านตัน โดยรวมแล้ว พอลิเมอร์เหล่านี้เป็นพลาสติกและสารเคมีที่มีปริมาณมากที่สุดในโลก

ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 พนักงานของPhillips Petroleumค้นพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโครเมียมมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของเทคโนโลยีอุตสาหกรรมที่สำคัญ culminate ในตัวเร่งปฏิกิริยา Phillipsไม่กี่ปีต่อมา Ziegler ค้นพบว่าการผสมผสานระหว่างไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ (TiCl ₄ ) และไดเอทิลอะลูมิเนียมคลอไรด์ (Al(C ₂ H ₅ ) ₂ Cl) ให้กิจกรรมที่เทียบเท่ากันสำหรับการผลิตพอลิเอทิลีน Natta ใช้α-TiCl ₃ ผลึก ร่วมกับAl(C ₂ H ₅ ) ₃เพื่อผลิตพอลิโพรพิลีนไอโซแทคติกเป็นครั้งแรก[ 3 ] ^{โดยทั่วไปตัว}เร่งปฏิกิริยา Ziegler หมายถึง ระบบที่ใช้ ไทเทเนียมสำหรับการแปลงเอทิลีนและตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta หมายถึงระบบสำหรับการแปลงโพรพิลีน

นอกจากนี้ ในทศวรรษ 1960 บริษัท BASF ได้พัฒนา กระบวนการพอลิเมอไร เซชันแบบกวนด้วยกลไกใน เฟสแก๊ส สำหรับการผลิตพอลิโพรพิลีนในกระบวนการนั้น ชั้นอนุภาคในเครื่องปฏิกรณ์อาจไม่ได้ถูกทำให้เป็นของเหลวอย่างสมบูรณ์ หรืออาจไม่ได้ถูกทำให้เป็นของเหลวอย่างเต็มที่ ในปี 1968 กระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบฟลูอิไดซ์เบดในเฟสแก๊สเป็นครั้งแรก ซึ่งก็คือกระบวนการ Unipol ได้ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์โดยบริษัท Union Carbideเพื่อผลิตพอลิเอทิลีน ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 กระบวนการ Unipol ได้ถูกขยายเพิ่มเติมเพื่อผลิตพอลิโพรพิลีน

ในช่วงทศวรรษ 1970 มีการค้นพบว่า แมกนีเซียมคลอไรด์ (MgCl2 ₎ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบหลักอย่างมาก ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงจนไม่จำเป็นต้องกำจัดพอลิเมอร์อสัณฐานที่ไม่ต้องการและไทเทเนียมตกค้างออกจากผลิตภัณฑ์ (เรียกว่าการกำจัดเถ้า) อีกต่อไป ทำให้สามารถนำ เรซินโพ ลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น (LLDPE) ออกสู่ตลาดได้ และยังช่วยให้สามารถพัฒนาโคพอลิเมอร์อสัณฐานได้อย่างสมบูรณ์^{[ 4 ]}

กระบวนการฟลูอิไดซ์เบดยังคงเป็นหนึ่งในสองกระบวนการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการผลิตโพลีโพรพีลีน^{[ 5 ]}

นัตตาเป็นคนแรกที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันที่ใช้ไทเทเนียมคลอไรด์ในการพอลิเมอไรซ์โพรพิลีนและ 1-อัลคีนอื่นๆ เขาค้นพบว่าพอลิเมอร์เหล่านี้เป็นวัสดุผลึก และอธิบายว่าความเป็นผลึกนั้นเกิดจากลักษณะพิเศษของโครงสร้างพอลิเมอร์ที่เรียกว่า สเตอริโอเรกูลาริตี

แนวคิดเรื่องความเป็นระเบียบเชิงสเตอริโอในสายโซ่พอลิเมอร์แสดงให้เห็นได้ในภาพด้านซ้ายโดยใช้พอลิโพรพิลีน พอลิ(1-อัลคีน) ที่มีระเบียบเชิงสเตอริโอสามารถเป็นไอโซแทคติกหรือ ซิน ดิโอแทคติกได้ ขึ้นอยู่กับการวางตัวสัมพัทธ์ของ หมู่ แอลคิลในสายโซ่พอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยหน่วย −[CH₂ ₋ CHR]− เช่น หมู่ CH₃ _ในภาพ ในพอลิเมอร์ไอโซแทคติก ศูนย์สเตอริโอเจนิก CHR ทั้งหมดจะมีโครงสร้างเดียวกัน ศูนย์สเตอริโอเจนิกในพอลิเมอร์ซินดิโอแทคติกจะสลับโครงสร้างสัมพัทธ์กัน พอลิเมอร์ที่ไม่มีการจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบในตำแหน่งของหมู่แทนที่แอลคิล (R) เรียกว่าอะแทคติก ทั้งพอลิโพรพิลีนไอโซแทคติกและซินดิโอแทคติกเป็นผลึก ในขณะที่พอลิโพรพิลีนอะแทคติก ซึ่งสามารถเตรียมได้ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta พิเศษนั้นเป็นอสัณฐาน

ในที่สุด ความเป็นระเบียบเชิงสเตอริโอของพอลิเมอร์จะถูกกำหนดโดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการเตรียม พอลิเมอร์ส่วนใหญ่ที่ผลิตด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler-Natta นั้นมีการควบคุมตำแหน่งแบบเลือกเอนันติโอเมอร์ ซึ่งหมายความว่าสเตอริโอเคมีของโมโนเมอร์ที่เพิ่มเข้ามาแต่ละตัวนั้นขึ้นอยู่กับสเตอริโอเคมีของตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นหลัก (ยกเว้นข้อผิดพลาดทางสเตอริโอ) มากกว่าสเตอริโอเคมีของโมโนเมอร์ก่อนหน้า ดังนั้น ไครัลลิตี้ของตัวเร่งปฏิกิริยาจึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อแทคติซิตี้ ตัวอย่างเช่น บิส(2-ฟีนิลอินเดนิล)เซอร์โคเนียมไดคลอไรด์ที่ไม่มีไครัลจะสร้างพอลิเมอร์ไอโซแทคติก ในขณะที่ตัวแปรไครัลของมันจะสร้างพอลิเมอร์ซินดิโอแทคติก การยึดติดของลิแกนด์ขนาดใหญ่กับศูนย์กลางโลหะส่งผลให้เกิดการกีดขวางเชิงสเตอริก ซึ่งออกแบบมาเพื่อจำกัดทิศทางที่อัลคีนที่เข้ามาสามารถโจมตีศูนย์กลางโลหะได้^{[ 6 ] [ 7 ]}

พฤติกรรมเฉพาะของตัวเร่งปฏิกิริยายังสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อแทคติซิตี้ ตัวอย่างเช่น ตำแหน่งเปิดของ VCl ₄ /Al(C ₂ H ₅ ) ₂ Cl จะสลับระหว่างตำแหน่งแกนและตำแหน่งเส้นศูนย์สูตรทุกครั้งที่มีการเติมโมโนเมอร์ ส่งผลให้โมโนเมอร์โพรพิลีนแต่ละตัวจะแทรกเข้าไปในพันธะวาเนเดียม-คาร์บอนจากด้านตรงข้าม รูปทรงเรขาคณิตของตำแหน่งที่ออกฤทธิ์ที่สลับกันจึงทำให้เกิดสายโซ่พอลิเมอร์ที่มีการจัดเรียงเอนันติโอเมอร์ที่สลับกัน ทำให้เกิดพอลิโพรพิลีนแบบซินดิโอแทคติก ดู#กลไกของพอลิเมอไรเซชันของ Ziegler–Nattaสำหรับกลไกโดยละเอียด^{[ 8 ]}

ตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทแรกและสำคัญที่สุดที่ใช้ไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบหลัก (และ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แว นาเดียม บางชนิด ) สำหรับการพอลิเมอไรเซชันของแอลคีน สามารถแบ่งย่อยได้เป็นสองประเภทหลัก ซึ่งทั้งสองประเภทเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกัน :

• ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมสำหรับการเกิดโฮโมพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนและสำหรับปฏิกิริยา โคพอ ลิเมอไร เซชันของเอทิลีน/1-อัลคีนซึ่งนำไปสู่โคพอลิเมอร์ที่มีปริมาณ 1-อัลคีนต่ำ 2–4 โมล% ( เรซิน LLDPE ) และ
• ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมสำหรับการสังเคราะห์ไอโซแทคติก 1-อัลคีน

ความทับซ้อนระหว่างสองกลุ่มย่อยนี้ค่อนข้างน้อย เนื่องจากข้อกำหนดสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาแต่ละประเภทแตกต่างกันอย่างมาก

ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงพาณิชย์ได้รับการสนับสนุนโดยการยึดติดกับของแข็งที่มีพื้นที่ผิวสูง ทั้งTiCl ₄และTiCl ₃ให้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพ^{[ 9 ] [ 10 ]}ตัวรองรับในตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่คือMgCl ₂ส่วนประกอบที่สามของตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่คือตัวพา ซึ่งเป็นวัสดุที่กำหนดขนาดและรูปร่างของอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวพาที่นิยมคือ ทรง กลมไมโครพรุนของซิลิกาอสัณฐานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30–40 มม. ในระหว่างการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยา ทั้งสารประกอบไทเทเนียมและ MgCl _{2 จะถูกบรรจุลงในรูพรุนของซิลิกา ตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งหมดเหล่านี้ถูกกระตุ้นด้วยสารประกอบออ} ^ร์กาโนอะลูมิเนียม เช่นAl(C ₂ H ₅ ) ₃ ^[ 10 ^]

ตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta ที่ทันสมัยทั้งหมดที่ออกแบบมาสำหรับการพอลิเมอไรเซชันของโพรพิลีนและ 1-อัลคีนที่สูงกว่านั้นเตรียมโดยใช้TiCl ₄เป็นส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์และMgCl ₂เป็นตัวรองรับ ส่วนประกอบอีกอย่างหนึ่งของตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวทั้งหมดคือตัวปรับแต่งอินทรีย์ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นเอสเทอร์ของไดแอซิดอะโรมาติกหรือไดอีเทอร์ตัวปรับแต่งจะทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบอนินทรีย์ของตัวเร่งปฏิกิริยาของแข็งรวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมออร์กาโนอะลูมิเนียมด้วย^{[ 10 ]}ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้ทำให้โพรพิลีนและ 1-อัลคีนอื่นๆ เกิดพอลิเมอไรเซชันเป็นพอลิเมอร์ไอโซแทคติกที่มีผลึกสูง^{[ 9 ] [ 10 ]}

ตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta ประเภทที่สองนั้นสามารถละลายได้ในตัวกลางของปฏิกิริยา โดยทั่วไปแล้ว ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเอกพันธ์ดังกล่าวได้มาจากเมทัลโลซีนแต่โครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานได้นั้นได้ขยายขอบเขตออกไปอย่างมากเพื่อรวมถึงลิแกนด์ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบด้วย

ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นเมทัลโลซีนร่วมกับโคแคตตาลิสต์ ซึ่งโดยทั่วไปคือ MAO, −[O−Al(CH ₃ )] _n − ตัวเร่งปฏิกิริยาเมทัลโลซีนในอุดมคติมีองค์ประกอบCp ₂ MCl ₂ (M = Ti, Zr , Hf ) เช่นไททาโนซีนไดคลอไรด์ โดยทั่วไป ลิแกนด์อินทรีย์จะเป็นอนุพันธ์ของไซโคลเพนตาไดอีนิล ในบางคอมเพล็กซ์ วงแหวน ไซโคลเพนตาไดอีน (Cp) สองวงจะเชื่อมต่อกันด้วยสะพาน เช่น −CH ₂ −CH ₂ − หรือ >SiPh ₂ขึ้นอยู่กับชนิดของลิแกนด์ไซโคลเพนตาไดอีนิล เช่น โดยการใช้สะพานansaตัวเร่งปฏิกิริยาเมทัลโลซีนสามารถผลิตพอลิเมอร์ไอโซแทคติกหรือซินดิโอแทคติกของโพรพิลีนและ 1-อัลคีนอื่นๆ ได้^{[ 9 ] [ 10 ] [ 12 ] [ 13 ]}

เมทัลโลซีนถูกเรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไซต์เดียว โดยที่ไซต์ที่ใช้งานอยู่บนคอมเพล็กซ์เมทัลโลซีนแต่ละตัวมีโครงสร้างเหมือนกัน พื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงมีไซต์ที่ใช้งานอยู่หลายไซต์ที่มีสภาพแวดล้อมทางอิเล็กตรอนที่แตกต่างกัน เนื่องจากโครงสร้างของไซต์ที่ใช้งานอยู่ส่งผลโดยตรงต่อความเป็นระเบียบเชิงสเตอริโอและความเป็นแทคติซิตี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันอาจผลิตพอลิเมอร์ที่มีช่วงความเป็นแทคติซิตี้ที่กว้างขึ้น เมทัลโลซีนไม่มีจุดอ่อนนี้ ดังนั้นจึงมักส่งผลให้ได้พอลิเมอร์ที่มีความเป็นระเบียบเชิงสเตอริโอสูงกว่าและมีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แคบกว่า ความเป็นไครัลของเมทัลโลซีนเป็นตัวกำหนดที่สำคัญว่าพอลิเมอร์จะเป็นไอโซแทคติกหรือซินดิโอแทคติก^{[ 7 ]}

ตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta ประเภทที่สาม ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ใช่เมทัลโลซีน ใช้สารประกอบเชิงซ้อนของโลหะหลากหลายชนิด ตั้งแต่สแกนเดียมไปจนถึงโลหะแลนทาไนด์และแอกทินอยด์ และลิแกนด์หลากหลายชนิดที่มีออกซิเจน (O₂ ₎ , ไนโตรเจน (N₂ ₎ , ฟอสฟอรัส (P) และกำมะถัน (S) สารประกอบเชิงซ้อนเหล่านี้จะถูกกระตุ้นโดยใช้ MAO เช่นเดียวกับที่ใช้กับตัวเร่งปฏิกิริยาเมทัลโลซีน

ตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta ส่วนใหญ่และตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมอัลคิลอะลูมิเนียมทั้งหมดไม่เสถียรในอากาศ และสารประกอบอัลคิลอะลูมิเนียมเป็นสารไวไฟดังนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้จึงต้องเตรียมและจัดการภายใต้บรรยากาศเฉื่อยเสมอ

โครงสร้างของศูนย์กลางการทำงานในตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta นั้นเป็นที่ทราบกันดีเฉพาะในตัวเร่งปฏิกิริยาเมทัลโลซีนเท่านั้น สารประกอบเมทัลโลซีนในอุดมคติและแบบง่ายๆ Cp ₂ ZrCl ₂แสดงถึงตัวเร่งปฏิกิริยาเบื้องต้นทั่วไป มันไม่ทำปฏิกิริยากับแอลคีน ไดเฮไลด์ทำปฏิกิริยากับ MAO และเปลี่ยนไปเป็นไอออนเมทัลโลซีเนียม Cp ₂+เซอร์CH ₃ซึ่งจับคู่ไอออนกับอนุพันธ์บางส่วนของ MAO โมเลกุลพอลิเมอร์เติบโตโดยปฏิกิริยาการแทรกของพันธะ C=C ของโมเลกุล 1-อัลคีนจำนวนมากเข้าไปในพันธะ Zr–C ในไอออน:

ปฏิกิริยาการแทรกของอัลคีนหลายพันครั้งเกิดขึ้นที่ศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่แต่ละแห่ง ส่งผลให้เกิดการสร้างสายโซ่พอลิเมอร์ยาวที่ยึดติดกับศูนย์กลางกลไก Cossee–Arlmanอธิบายการเติบโตของพอลิเมอร์แบบสเตอริโอสเปซิฟิก^{[ 3 ] [ 14 ]}กลไกนี้ระบุว่าพอลิเมอร์เติบโตผ่านการประสานงานของอัลคีนที่ตำแหน่งว่างที่อะตอมของไทเทเนียม ซึ่งตามมาด้วยการแทรกพันธะ C=C เข้าไปในพันธะ Ti−C ที่ศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่

เมื่ออัลคีนประสานงานกับตัวเร่งปฏิกิริยา อัลคีนจะบริจาคอิเล็กตรอนจากออร์บิทัลพันธะไพของมันไปยังออร์บิทัล d ที่ว่างเปล่าของศูนย์กลางโลหะ ในขณะเดียวกันก็รับอิเล็กตรอนจากออร์บิทัล d ที่เต็มของโลหะไปยังออร์บิทัลต้านพันธะไพที่ว่างเปล่า การทำงานร่วมกันของปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ทำให้พันธะโดยรวมระหว่างอัลคีนและศูนย์กลางโลหะมีเสถียรภาพ และอำนวยความสะดวกในการประสานงานเริ่มต้น^{[ 15 ] [ 8 ]}

ในบางครั้ง สายโซ่พอลิเมอร์อาจหลุดออกจากศูนย์กลางการทำงานในปฏิกิริยาการยุติสายโซ่ มีหลายเส้นทางสำหรับการยุติสายโซ่:

ซีพี₂+เซอร์−(CH ₂ −CHR) _n −CH ₃ + CH ₂ =CHR → Cp ₂+เซอร์−CH ₂ −CH ₂ R + CH ₂ =CR–พอลิเมอร์

ปฏิกิริยาการยุติสายโซ่อีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยาการกำจัด β-ไฮไดรด์ ก็เกิดขึ้นเป็นระยะเช่นกัน:

ซีพี₂+เซอร์−(CH ₂ −CHR) _n −CH ₃ → Cp ₂+เซอร์−H + CH ₂ =CR–พอลิเมอร์

ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของแอลคีนกับตัวเร่งปฏิกิริยาของแข็งที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบหลัก เกิดขึ้นที่ศูนย์กลางไทเทเนียมพิเศษซึ่งอยู่ด้านนอกของผลึกตัวเร่งปฏิกิริยา อะตอมไทเทเนียมบางส่วนในผลึกเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมอินทรีย์อะลูมิเนียม ทำให้เกิดพันธะ Ti–C ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของแอลคีนเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกับปฏิกิริยาในตัวเร่งปฏิกิริยาเมทัลโลซีน:

L _n Ti–CH ₂ −CHR–โพลีเมอร์ + CH ₂ =CHR → L _n Ti–CH ₂ -CHR–CH ₂ −CHR–โพลีเมอร์

ปฏิกิริยาการยุติสายโซ่ทั้งสองเกิดขึ้นค่อนข้างน้อยในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาแบบ Ziegler–Natta และพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นมีน้ำหนักโมเลกุลสูงเกินไปที่จะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ เพื่อลดน้ำหนักโมเลกุล จึงมีการเติมไฮโดรเจนเข้าไปในปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน:

L _n Ti–CH ₂ −CHR–โพลีเมอร์ + H ₂ → L _n Ti−H + CH ₃ −CHR–โพลีเมอร์

กระบวนการยุติปฏิกิริยาอีกอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับการกระทำของสารรีเอเจนต์ที่มีโปรตอน (กรด) ซึ่งอาจถูกเติมเข้าไปโดยตั้งใจหรือเกิดขึ้นโดยบังเอิญก็ได้

• โพลีเอทิลีน
• โพลีโพรพีลีน
• โคพอลิเมอร์ของเอทิลีนและ 1-อัลคีน
• โพลีบิวทีน-1
• โพลีเมทิลเพนทีน
• โพลีไซโคลโอเลฟินส์
• โพลีบิวทาไดอีน
• โพลีไอโซพรีน
• โพลีอัลฟาโอเลฟินอสัณฐาน ( APAO )
• โพลีอะเซทิลีน

• Kissin, YV (2008). ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของแอลคีนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทรานซิชัน . อัมสเตอร์ดัม: Elsevier.
• Corradini, P.; Guerra, G.; Cavallo, L. (2004). "ตัวเร่งปฏิกิริยาศตวรรษใหม่ไขกลไกการควบคุมสเตอริโอของตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta รุ่นเก่าหรือไม่?" Acc. Chem. Res. 37 (4): 231– 241. doi : 10.1021/ar030165n . PMID  15096060 .
• Takahashi, T. (2001). "ไทเทเนียม(IV) คลอไรด์-ไตรเอทิลอะลูมิเนียม". สารานุกรมสารเคมีสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ . John Wiley & Sons.
• Britovsek, GJP; Gibson, VC; Wass, DF (1999). "การค้นหาตัวเร่งปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันโอเลฟินรุ่นใหม่: ชีวิตที่ก้าวข้ามเมทัลโลซีน" Angew. Chem. Int. Ed. 38 (4): 428– 447. doi : 10.1002/(SICI)1521-3773(19990215)38:4<428::AID-ANIE428>3.0.CO;2-3 . PMID  29711786 .