齐格勒-纳塔催化剂以固体形态引发烯烃类聚合反应,生成定向聚合物.如为溶液形态,则不能得到立体规整聚合物.齐格勒-纳塔催化剂引发的聚合反应属于阴离子配位加聚,目前提出两种机理,即双金属活性中心机理和单金属活性中心机理.双金属活性中心机理指出,单体在聚合时插入到过渡金属原子（活性中心）和烃基相连的位置,生成π配位化合物,该化合物又经配位反应生成一个新的活性中心,交替进行.单金属中心理论则是以过渡金属原子为活性中心,单体在活性中心的空位上配位,插入到金属原子-碳键中.
以TiCl4-Al(C2H5)3(或AlR3)为代表,剖析两组分的反应情况.
TiCl4是阳离子引发剂,Al(C2H5)3是阴离子引发剂.两者单独使用时,都难使乙烯或丙烯聚合,但相互作用后,却易使乙烯聚合；TiCl3-AlEt3体系还能使丙烯定向聚合.
配置引发剂时需要一定的陈化时间,保证两组分适当反应.反应比较复杂,首先是两组分基团交换或烷基化,形成钛-碳键.烷基氯化钛不稳定,进行还原态分解,在低价钛上形成空位,供单体配位之需,还原是产生活性不可缺的反应.相反,高价态的配位点全部与配体结合,就很难产生活性.分解产生的自由基双基终止,形成C2H5Cl、n-C4H10、C2H6、H2等.
烷基化
TiCl4+AlR3→RTiCl3+AlR2Cl
TiCl4+AlR2Cl→RTiCl3+AlRCl2
RTiCl3+AlR3→R2TiCl2+AlR2Cl
烷基钛的均裂和还原
RTiCl3→TiCl3+R•
R2TiCl2→RTiCl2+R•
TiCl4+R•→TiCl3+RCl
自由基终止
2R•→偶合或歧化终止
以TiCl3作主引发剂时,也发生类似反应.两组分比例不同,烷基化和还原的深度也有差异.上述只是部分反应式,非均相体系还可能存在着更复杂的反应.
研究Cp2TiCl2-AlEt3可溶性引发剂时,发现所形成的蓝色结晶有一定熔点（126-130℃）和一定分子量,经X射线衍射分析,确定结构为Ti---Cl---Al桥形络合物.估计氯化钛和烷基铝两组分反应,也可能形成类似的双金属桥型络合物（TiCl3-AlEt3双金属络合物）或单金属络合物（TiCl3单金属络合物）,成为烯烃配位聚合的活性种,但情况会更加复杂.