硅灰石粉体的针状结构使其可用作塑料、橡胶、尼龙等高聚物基复合材料的无机增强填料。但未经表面处理的硅灰石粉与有机高聚物的相容性差，难以在高聚物基料中均匀分散。必须对其进行适当的表面改性，以改善其与高聚物基料的相容性，提高填充增强效果。
　　
　　例如，用硅烷偶联剂处理的硅灰石填充聚碳酸酯后，其弹性模量是未填充时的三倍，强度增加约15%；填充到聚乙烯中，能改善其强度和电绝缘性能；填充聚丙烯，与未改性的硅灰石填料相比，在填充量相同条件下，拉伸强度、弯曲强度等显著提高。
　　
　　1、硅灰石表面改性药剂
　　
　　硅灰石粉体的表面改性主要采用化学方法，常用的表面改性剂主要有硅烷偶联剂、钛酸酯和铝酸酯偶联剂、表面活性剂及甲基丙烯酸甲脂等。
　　
　　（1）硅烷偶联改性
　　硅烷偶联改性是硅灰石粉体常用的表面改性方法之一。一般采用干法改性工艺，偶联剂的用量与要求的覆盖率及粉体的比表面积有关。用氨基硅烷处理硅灰石时，用量为硅灰石重量的0.5%左右；甲基丙烯含氧硅烷的用量为硅灰石重量的0.75%，这二种改性产品分别填充尼龙6和聚酯代替30%的玻璃纤维可显著提高制品的力学性能。
　　
　　（2）表面活性剂改性
　　用硅烷偶联剂处理硅灰石，可大大改善其与聚合物的相容性，增强填充效果，但硅烷偶联剂改性生产成本较高。因此，在某些应用条件下，可用较便宜的表面活性剂，如硬脂酸（盐）、季胺盐、聚乙二醇、高级脂肪醇聚氧乙烯醚（非离子型表面活性剂）等对硅灰石粉进行表面改性处理。这些表面活性剂通过极性基团与颗粒表面的作用，覆盖于颗粒表面，可大大增强硅灰石填料的亲油性。
　　
　　用非离子型表面活性剂高级脂肪醇聚氧乙烯醚类作表面改性剂对硅灰石粉体进行表面改性，试验表明，其效果也较好。非离子型表面活性剂对填充体系的作用机理与偶联剂相似，亲水基团和亲油基团分别与填料及树脂发生相互作用，加强二者的联系，提高了体系的相容性和均匀性。二极性基团之间的柔性碳链起增塑润滑作用，赋予体系柔韧性和流动性，使体系黏度下降，改善了加工性能。
　　用高级脂肪醇聚氧乙烯醚改性处理硅灰石，经表面处理后的活性硅灰石粉体吸水率降低，吸油率变小，粒径变细，活化指数大于90%。将这种表面改性处理后的硅灰石粉体填充到PVC电缆材料中，不仅可使制品的成本下降，而且还能改善制品的综合性能。
　　
　　（3）有机单体聚合反应改性
　　有机单体在硅灰石粉体/水悬浮液中的聚合反应试验结果表明，其聚合体可以吸附于颗粒表面，这样既改变了硅灰石粉体的表面性质，有不影响其粒径和白度。将此硅灰石粉体作涂料的填料，可降低涂料的沉降性和增强分散性。目前选择在硅灰石粉体/水悬浮液中进行聚合反应的单体是甲基丙烯酸甲酯。
　　
　　2、硅灰石表面改性工艺
　　
　　硅灰石改性主要有两种工艺，分别为湿法改性和干法改性，工艺流程图如下：
　　

湿法改性工艺流程

　　
干法改性工艺流程

　　
　　3、硅灰石表面改性最新研究进展
　　
　　徐昊等利用干法工艺改性法库地区硅灰石，适宜的改性剂为KH-570，最佳改性工艺为改性剂用量3%（占粉体总质量），改性温度80℃，改性时间40min。最佳条件下，改性硅灰石的接触角为109.186°，活化指数为99.97%。表面改性过程对硅灰石的物相组成、化学结构、热分解和形貌没有明显影响。KH-570改性硅灰石的实质为KH-570水解生成硅醇或硅羟基，包覆在硅灰石表面，从而使得硅灰石表面由亲水性变为疏水性。
　　
　　孙楠等以硅灰石为主要填料，以PP-SBM相容剂改性硅灰石并将其与PP进行复合，质量分数达到30%时，PP/W的力学性能最佳，维卡软化温度提高了14.4℃。
　　
　　顾善发等以硬脂酸钠为改性剂对硅灰石进行表面改性，结果表明改性后硅灰石的接触角由10.83°增加到69.33°，表面自由能由102.17mJ/m2降低至41.78mJ/m2，改性后硅灰石在煤油中的分散性得到显著提高。
　　
　　陈苗等以盐酸为改性剂对硅灰石进行改性，与未改性硅灰石浆料相比，改性后硅灰石浆料的抗拉强度提高73%。
　　
　　胡鸿等以阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）为改性剂对硅灰石进行改性，结果表明利用改性硅灰石纤维填充所得纸张的物理性能更好，可以替代部分植物纤维。