2.1.1. Perbandingan Katalis Asam dengan Katalis basa Asam dan basa digunakan sebagai katalis untuk reaksi alkoksida silikon berdasarkan pada gagasan bahwa H+ dan OH- ion mengkatalisis hidrolisis. Diketahui bahwa pola reaksi hidrolisis dan polikondensasi berikutnya berbeda, sesuai dengan apakah katalis bersifat asam atau basa. Diasumsikan bahwa dengan adanya katalis asam, seperti HCl atau HNO3, hidrolisis silikon alkoksida disebabkan oleh serangan elektrofilik ion H3O+ terhadap OR, dan reaktivitasnya menurun seiring jumlah radikal OR pada Si menurun. dengan kemajuan hidrolisis. Menggunakan konstanta kinetik k ’s ’s yang sesuai ke rumus (4) - (7), ini dinyatakan sebagai:
Ini menunjukkan bahwa pada awal reaksi, yaitu dalam pembuatan larutan alkoksida, sebagian besar molekul Si (OR) 4 dengan cepat berubah menjadi molekul Si (OR) 3 (OH), yang kemudian berubah lebih lambat menjadi molekul. dengan lebih banyak ban yak radikal OH. Situasi ini dikonfirmasi oleh [17-19]. Penting untuk dicatat bahwa kondensasi dimulai di antara molekul dengan sejumlah kecil radikal OH. Di sisi lain, hidrolisis dengan adanya katalis dasar NH3 terjadi melalui substitusi nukleofilik oleh OHions. Dengan demikian, laju reaksi molekul alkoksida meningkat, karena adanya penurunan hambatan sterik, karena jumlah radikal OR menurun seiring dengan kemajuan hidrolisis. Hal ini diungkapkan oleh rumus (11).
Akibatnya, molekul yang benar-benar dihidrolisis seperti Si (OH) 4 mudah dibentuk oleh hidrolisis preferensial dari sisa kelompok OR yang berasal dari molekul Si (OR) 4-n (OH) n yang dihidrolisa sebagian (n = 1 ~ 3). , dan beberapa molekul alkoksida silikon tetap tidak terhidrolisis. Perbedaan pola reaksi akan terungkap dalam struktur produk reaksi. Dalam larutan yang dikatalisis asam, molekul alkoksida silikon dengan kelompok alkoksi nonhidrolisis berpolimerisasi satu sama lain, menghasilkan polimer dimana tingkat ikatan silang rendah; Namun, dalam larutan katalis dasar, molekul Si (OH) 4 berpartisipasi dalam reaksi polikondensasi, menghasilkan polimer yang sangat berikatan silang. Keefer [20] dan Sakka [21] menunjukkan, berdasarkan pengukuran viskositas, partikel satu dimensi yang menghasilkan spinnabilitas pada sol terbentuk dalam katalis asam-katalis 2.1.2. Pengaruh Jenis Asam Hidrolisis dan kondensasi alkoksida silikon yang menggunakan katalis asam selain HCl, HNO3, atau H2SO4 dapat mengikuti mekanisme yang berbeda. Hal itu ditunjukkan oleh Paus bahwa
dalam larutan yang mengandung HF, hidrolisis berlangsung berdasarkan serangan nukleofilik Fisi, terlepas dari fakta bahwa solusinya bersifat asam. 2.1.3. Pengaruh Jenis Kelompok Alkoksi Untuk laju hidrolisis alkoksisilan Si (OR) 4, diperoleh hasil percobaan berikut. Tingkat hidrolisis menurun karena gugus alkoksi menjadi rumit:
Laju lebih kecil untuk gugus alkil bercabang dibandingkan dengan yang tidak berbobot:
Hal ini dapat dijelaskan berdasarkan efek hambatan sterik 2.1.4. Pengaruh Jenis Alkylalkoxysilane Untuk alkylalkoxysilanes (CH3) xSi (OC2H5) 4ex, diperoleh hasil berikut. Dalam larutan katalis HCl, laju hidrolisis meningkat dengan meningkatnya jumlah gugus CH3 x yang terikat pada silikon secara langsung.
Di sisi lain, pada larutan katalis NH3, laju hidrolisis menurun seiring jumlah CH3 yang terikat pada Si secara langsung meningkat. Efek ini bisa dijelaskan dengan efek induktif.
