常用的理论有化学键理论、表面浸润理论、变形层理论、拘束层理论等。偶联剂作表面改性剂，用于无机填料填充塑料时，可以改善其分散性和黏合性。 B． Arkles 根据偶联剂的偶联过程提出了4步反应模型，即：①与硅原子相连的 SiX 基水解，生成 SiOH ；② si — OH 之间脱水缩合，生成含 si — OH 的低聚硅氧烷；③ 低聚硅氧烷中的 SiOH 与基材表面的 OH 形成氢 键；④加热固化过程中，伴随脱水反应而与基材形成 共价键连接。一般认为，界面上硅烷偶联剂水解生成的 3 个硅羟基中只有 1 个与基材表面键合；剩下的 2 个 si — OH ，或与其他硅烷中的 si — OH 缩合，或呈游离状态。单烷氧基型偶联剂适用于多种树脂基复合材料体系。湖南封闭型偶联剂
偶联剂改性粉体填料在塑料加工中的作用：偶联剂改性填料在塑料工业中的应用为了使复合材料达到预期的性能，需对填料表面进行改性，以增强它与基本树脂的相容性和结合力。用偶联剂对填充剂界面改性的作用是:①提高塑料制品质量档次;②提高塑料制品附加值;③促进塑料新产品开发、新技术的应用。七十年代末我国消化吸收国外技术，研究生产硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，八十年代初形成了小规模生产，对我国塑料工业发展起了积极作用。随后，国内又自行研制开发生产了铝酸酯偶联剂、稀土偶联剂等。目前国内偶联剂的类型、品种很多，应用时应对其质量、性能多加研究。偶联剂对填料改性，既有物理变化、又有化学反应，更与塑料加工中其它工艺技术环节相联系，否则改性效果再好，不一定能在更终制品上反应出改性效果。长沙氟硅烷偶联剂生产厂商按偶联剂的化学结构及组成分为有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物四大类。
钛酸酯偶联剂可与无机界面上的自由质子反应，在无机界面上形成有机单分子层，使两种不同物质界面之间形成分子桥。经钛酸酯处理的无机化合物一般都具有疏水性和亲有机物性，能起到有机官能团的作用，因而填料的分散性增强，易与聚合物或有机相结合。选用偶联剂的基本原则是，酸性填料应使用含碱性官能团的偶联剂，而碱性填料应该使用含酸性官能团的偶联剂。另外，还要根据有机金属种类、基料组分的特定化学结构以及所要求的较终性能等作出决定。
钛酸酯偶联剂普遍用于塑料、橡胶、涂料、颜料、油田以及磁材料领域，具体来看，在填充塑料中，钛酸酯偶联剂可活化填料，提高填充量，减少树脂用量，降低其制品成本，改善加工性能，增加制品光泽，提高制品质量。在橡胶中，用其改性的填料能起补强作用，减少橡胶用量和防老剂用量，提高制品耐磨强度、抗老化能力以及表面光泽度。在涂料行业，能增大颜料、填料在涂料中的添加量，提高分散性能；有防沉淀效果，可防止颜色发花；能提高漆膜强度，使其色泽鲜艳。偶联剂通常也被称作"分子桥"。
偶联剂的品种与性能：偶联剂大致可分为硅烷系、太酸酯系、铬络合物系(如杜邦公司的商品Volan，甲基丙烯酸氯化铬)及其它高级脂肪酸、醇、酯等几类。但主要是前面种。硅烷偶联剂历史较久，至今仍是玻璃纤维等含硅无机材料的主要表面处理剂。钛酸酯偶联剂是七十年代新产品，主要用来处理含钙、钡等非硅无机填料。选用偶联剂的基本原则是，酸性填料应使用含碱性官能团的偶联剂，而碱件填料应该用含酸性官能团的偶联剂(一)硅烷偶联剂。γ—氖丙基三甲氮基硅烷(A—143)，比重1.08，沸点196℃，闪点88℃，25℃时的折射率为1.42，更小包覆面积394米2/克，适用于聚酰胺。偶联剂可施于增强材料上或加入树脂中，或两者给合。湖南封闭型偶联剂
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硅烷偶联剂作为表面改性剂在金属防腐预处理上的应用是它的比较新应用。要获得与金属基体结合良好的防腐涂层，必须选择合适的涂覆系统、制定合理的涂覆工艺、进行严格的表面预处理。进行表面预处理的方法有 2 种：①采用等离子体聚合方法在金属表面上沉积一层有机物薄膜，但该法成本高，使其推广应用受到限制；②采用有机硅烷偶联剂水溶液处理，在金属表面上沉积一层很薄的有机硅烷薄膜。由于硅烷偶联剂在水解后能形成三羟基的硅醇，醇羟基之间可以互相反应生成一层交联的致密网状疏水膜，由于这种膜表面有能够和树脂起反应的有机官能基团，因此会较大提高漆膜的附着力，抗腐蚀、抗摩擦、抗冲击的能力也随之提高。湖南封闭型偶联剂
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