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Figure 13 : Exemple de structure oligomère dans le cas d’un alcoxyde de titane d’après Babonneau et
al. [111].
La solvatation est la réaction de l’alcoxyde métallique avec une ou plusieurs
molécules du solvant, nécessairement polaire. Semblable à la réaction
d’oligomérisation, le nombre de coordination est augmenté par une réaction
d’addition ou de substitution mais la liaison ainsi formée est moins forte qu’une
liaison oligomère et reste donc relativement facile à hydrolyser.
Il est par ailleurs possible de modifier les propriétés chimiques des alcoxydes
métalliques à l’aide d’un puissant agent nucléophile R’OH, qui, une fois coordonné,
ne réagit que lentement avec l’eau voire pas du tout : le modificateur réduit ainsi la
réactivité de l’alcoxyde métallique. Les modificateurs sont des alcools, des acides
(acide acétique), des amines (diéthanolamine) ou des cétones (acétylacétone). Cette
réaction peut être une réaction d’addition nucléophile (AN) (si on a n-z ≥ 1, où n est
le nombre de coordination du cation métallique) ou de substitution nucléophile (SN) :
M(OR)z + v R’OH M(OR)z (OR’)n-z + v ROH (AN) (3)
M(OR)z + v R’OH M(OR)z-v(OR’)v + v ROH (SN) (4)
La modification de l’alcoxyde métallique permet généralement de diminuer la
cinétique des réactions d’hydrolyse et de condensation afin de mieux contrôler la
morphologie des espèces polymériques obtenues par condensation [112].
Note : L’acétylacétone est un ligand chélatant qui réalise une double liaison
sur un cation métallique [110, 113-115] tandis que l’acide acétique est un ligand
pontant qui relie ensemble deux cations [101, 116, 117].
La chimie du procédé sol-gel se base donc sur deux réactions importantes, l’hydrolyse suivie
de polycondensation. Il est courant de diluer l’alcoxyde dans un solvant avant l’hydrolyse car la
transition sol-gel à l’œuvre dans la voie des organométalliques est irréversible, contrairement aux
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