硅微粉作为高分子材料的填料不仅可以降低复合材料的生产成本，而且赋予材料更优异的性能，如提高耐磨、耐酸碱、耐高温、绝缘性、机械强度和低膨胀率等，具有较为广阔的发展前景。
　　
　　表面改性是硅微粉在高分子材料中应用的关键加工技术之一，有机改性是利用有机物中的官能团能够在硅微粉表面进行物理吸附、化学吸附以及化学反应来改变硅微粉表面性质的方法，是硅微粉最常用的改性方法。
　　
　　目前，硅微粉最常用的有机改性剂是硅烷偶联剂，主要包括氨基、环氧基、乙烯基、硫基等种类，改性效果通常较好，但价格昂贵。部分研究者采用铝酸酯、钛酸酯、硬脂酸等价格相对低廉的改性剂对硅微粉进行，但改性效果往往不如硅烷偶联剂，因此，结合经济效益和改性效果，采用2种及以上表面改性剂对硅微粉进行复合改性，改性效果较使用单一改性剂的往往更为理想。
 

　　
　　硅微粉表面改性剂的筛选需根据其填充材料基料的性质、用途以及改性剂的结构、性质、作用机理等多方面因素进行确定，常用的有机改性剂与硅微粉表面的作用机理总结如下。
　　
　　1、硅烷偶联剂改性机理
　　
　　硅微粉表面改性最常使用的有机改性剂是硅烷偶联剂，它是一种含有2种以上不同化学性质的基团低分子有机硅化合物，其分子结构含有与有机聚合物作用的官能团（如氨基、乙烯基、环氧基等）和能够水解的与硅微粉表面作用的烷氧基，可将硅微粉与有机高分子聚合物紧密结合起来。
　　
　　目前，比较成熟的作用机理是化学键结合理论。此理论认为，硅烷偶联剂的2种不同性质的基团，其中一端的乙烯基、环氧基、氨基、甲基丙烯酸酯、硫酸基等与有机聚合物的官能团进行反应，从而实现硅烷偶联剂与有机高分子基料连接；另一端水解后的烷氧基（如甲氧基、乙氧基）与硅微粉表面Si-OH基作用，经过水解、缩合、形成氢键、形成共价键4个过程，分别为：
　　①水解。硅烷偶联剂中与Si相连的3个水解基进行水解形成硅醇。
　　②缩合。不同硅醇分子之间进行缩合脱水，形成Si-OH低聚硅氧烷。
　　③形成氢键。低聚硅氧烷与硅微粉表面的-OH形成氢键。
　　④形成共价键。在加热的过程中，发生缩合、脱水及化学吸附，从而使得硅烷偶联剂与硅微粉之间形成牢固的Si-O-Si共价键，成为连接树脂或有机聚合物基料与硅微粉之间的纽带。
　　

　　
　　2、钛酸酯偶联剂改性机理
　　
　　钛酸酯偶联剂与硅微粉的主要作用机理是钛酸酯分子结构中亲无机基团（RO）m与硅微粉表面的羟基发生化学作用，在硅微粉表面形成单分子层，同时释放出异丙醇。
　　
　　
　　Zhang等采用异丙氧基三油酸酯酰基钛酸酯对硅微粉进行表面改性，发现钛酸酯与硅微粉在100℃的温度下发生脱醇缩合反应。其中，钛酸酯Ti-O键断裂形成-OCH(CH3)2，硅微粉表面的羟基则在Si-O-H键断裂形成游离氢，最后钛酸酯与硅微粉表面通过Si-O-Ti键连接，而-OCH(CH3)2与游离氢结合形成异丙醇。
　　

　　
　　资料来源：《钱晨光,谭琦,李春全,郑水林,孙志明.硅微粉表面改性及其应用研究进展[J].中国粉体技术,2022,28(05):1-10》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！