Trong quá trình Sol – Gel, nước không chỉ dùng để thay đổi nồng độ
precursor trong dung dịch, mà nó còn tham gia trực tiếp vào các quá trình thủy
phân và ngưng tụ. Lượng nước xác định sự phân bố cấu trúc dạng nhánh của sản phẩm sau khi thủy phân. Tỉ số R càng lớn sẽ làm cho phản ứng thủy phân xảy ra
hoàn toàn trước khi phản ứng ngưng tụ xảy ra, do đó tạo điều kiện sinh ra các hạt
Sol đơn lẻ lớn và dễ dàng hình thành nên mạng nền thông qua phản ứng ngưng tụ. Tỉ lệ R và chất xúc tác còn ảnh hưởng đồng thời lên quá trình thủy phân
và ngưng tụ:
+ Tỉ lệ R thấp và chất xúc tác là axit thì dung dịch Sol tạo thành sẽ chứa các nhánh polymer liên kết yếu.
+ Tỉ lệ R cao và chất xúc tác là bazơ thì dung dịch Sol tạo thành có mật
độ các hạt keo lớn.
+ Tỉ lệ R thấp và chất xúc tác là bazơ hoặc Tỉ lệ R cao và chất xúc tác là axit thì dung dịch Sol tạo thành sẽ có cấu trúc trung bình.
Thông thường giá trị của tỉ số R là từ1 đến khoảng 50, nó phụ thuộc vào cấu trúc sản phẩm và tính chất vật liệu mà chúng ta cần chế tạo. Nếu ta tăng giá trị
của R lên quá lớn thì nồng độ alkoxide kim loại ( precursor ) trong dung dịch sẽ
giảm mạnh, lúc đó phản ứng thủy phân sẽ xảy ra chậm và kéo theo phản ứng
ngưng tụ cũng xảy ra chậm, kết quả là làm cho thời gian Gel hóa dung dịch dài
Trang 27
Hình 1.9: Ảnh hưởng của tỉ sốR đến thời gian Gel hóa của Silica.
Tóm lại, lượng nước trong dung dịch có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hình thành nên cấu trúc và tính chất của vật liệu trong phương pháp Sol – Gel. Do
đó, tùy thuộc vào mục đích tổng hợp vật liệu mà chúng ta cần lựa chọn giá trị R sao cho phù hợp.