影響溶膠-凝膠法的因素有很多，例如酸鹼度、中心金屬離子種類、聚 合物濃度、水解使用H2O的量等，以下將常見的變因來做探討：
1. 酸鹼度
一般來說，溶膠-凝膠法中，水解和縮合反應是同時進行的，因此伴隨 著不同 pH 值的變化，水解和縮合反應也會產生差異。在酸性條件下，水 解速率大於縮合速率，反應所產生的粒子以小顆粒居多而成串長成，且若
縮合速率慢表示網狀結構慢慢生成，使高分子能較均勻的穿插在網狀結構 中，容易形成高密度的立體結構；在鹼性條件下，縮合速率大於水解速率，
因此造成膠體粒子化，且高分子無法在無機網狀中排列均勻，易產生相分 離之現象。如圖2-2-1 所示【68】。
圖 2-2-1 溶膠-凝膠反應於不同酸鹼條件下，所生成粒子大小【68】
2. 中心金屬離子種類的影響
金屬烷氧化物其中心金屬離子種類不同，也會導致反應活性的不同，
而中心離子的活性與其配位數、電子親和力及不飽和度有關，如Al、Ti、
Zr、Si…等金屬烷氧化物中，Si 因具有較低的電子親和力與零不飽和度，
因此Si 的烷氧化物具有較低的反應活性；如果中心金屬離子活性較大時，
如Al、Zr…等，將導致水解縮合反應不易控制，在反應過程中容易產生相 分離或沉澱，因此必須利用長碳鏈的金屬烷氧化物做為起始劑或加入螯合 劑來控制反應速率。金屬烷氧化物之活性高低順序如下【69-70】：
由於過渡金屬的烷氧化物活性大，反應過於快速，反應過程中容易有 沉澱產生或相分離的現象，因此也增加反應的困難度。1955 年Bradley等人 由實驗得知，四乙氧基鈦(Tetraethoxide)在有水的乙醇中，會快速反應形成 六配位的TiO(OEt)2(Titanium oxide-ethoxide)【71】，而與 1953 年Minami等 人在有水丁醇中的實驗相比【72】，有更高的反應速率，故可選擇碳鏈長 度比起始物長的溶劑來抑制反應性。
由於本實驗所採取的鈦金屬烷氧化物其反應速度太快，為了有效的抑 制Ti(OC4H9)4的交聯反應，故本實驗利用螯合劑的添加，藉由螯合金屬烷 氧化物以達到降低其反應速率，使反應能避免沉澱與相分離的情況。1988 年M. Guglielmi的文獻中指出，二醇(Glycols)、有機酸(Organic acid)以及β-二酮(β-diketone)為較佳螯合劑官能基【73】。其中具有β-二酮(β-diketone) 官能基之螯合劑，可與聚醯胺酸有較佳之互溶性，因此本研究選擇乙醯丙 酮(Acetylacetone)作為鈦金屬之螯合劑，其結構如圖 2-2-2 所示。
在文獻中【74】，顯示 Acetylacetone 對於鈦烷氧化物能有效的降低其 水解速率，反應機制如圖 2-2-3 所示。其中乙酸根離子扮演了螯合物 (Chelating ligand)的角色，直接以 Chelating bidentate 的形式鍵結於金屬鈦 原子上，使其形成錯合物。由於Chelating acetate 比烷氧基不易被水解，因 此有效的控制烷氧化物的水解速率，降低水解速率，使其不會因快速的水
M O C CH3 O
O
M C
O
CH3
O M
C O
CH3 M
Monodentate
Chelating bidentate
Bridging bidentate
圖 2-2-3 Acetylacetone 降低金屬烷氧化物水解速率之反應機制【74】
3. 起始物及介質的影響
在低烷基烷氧化物通常形成較大的高分子，而在低級醇中得到的水解 物有較高的氧化物含量。