表示其结构。其中，X是卤素或烷氧基，在水的作用下，Si-X变成Si-OH，式中Y-R为有机硅碳功能性基团，Y代表的主要巯基、多硫基团、氨基、改性氨基、乙烯基、环氧基、氰基、异氰酸酯基、甲基丙乙烯酰氧基等功能基团，这些功能基团能与基体树脂中的有机官能团中的环氧、酚羟基、氨基、羧基等反应，实现牢固的化学键合，因此，使两种不同性质的材料“偶联”起来，从而改善树脂的各项理化性能。

　　1.2 硅烷偶联剂早在 1940 年左右就由美国UC公司和DowSIL等公司作为处理玻纤表面的表面改性剂研发出来。世界级的硅烷偶联剂生产公司包括：GE、DOWSIL、Rhodia、Degussa AG。

　　2.1 硅烷偶联剂种类众多，在长期开发过程中，针对不同应用需求开发了各种不一样的偶联剂，具有不一样的结构和性能特点，以下选取几种有代表性的偶联剂进行分析。

　　2.2含硫硅烷偶联剂：目前轮胎工业中使用最多的表面改性剂多为含硫硅烷偶联剂。

　　含硫硅烷偶联剂通过结构中硫与橡胶结合，烷氧基与白炭黑表面的硅羟基结合，形成牢固的网络结构，极大的降低轮胎的滚动阻力。

　　2.3 氨基类硅烷偶联剂：氨基硅烷类偶联剂，几乎能与各种聚合物树脂发生偶联作用。由于游离氨基的存在，此类硅烷偶联剂碱性大，具有较高的反应活性，此类硅烷偶联剂的缺点在于使用的过程中易发生过早反应而达不到预期效果。γ-脲基丙基三乙氧基硅烷(A-1160)作为一种新型的含脲基硅烷偶联剂，是一种pH值在7左右的中性水溶性化合物，可以同大部分树脂在低温下进行活性稍有降低的反应，同时保持一定的极限工作性能。作为耐热型硅烷偶联剂的代表品种，Y-5475和Y-5669由于硅原子与苯环的结合，其耐热温度较传统产品高 60~100 ℃。

　　2.4环氧基类硅烷偶联剂: 传统硅烷偶联剂易于水发生预交联反应的缺陷，限制了其在聚酯材料中的应用。随着研究技术的发展，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(A-187)为代表的环氧型硅烷偶联剂在室温条件下，储存12个月以上仍保持良好的物理性能和粘附力，因而在水性体性中表现出较好的长期储存稳定性。

　　3.1 玻纤的表面处理：玻纤表面极性大，难与非极性的树脂相容，大幅度的降低了其填充效果。为提升树脂与玻纤的粘合性能，改善玻纤增强复合材料的强度、抗水、电气、耐候性能，有必要对玻纤进行表面改性。目前，在玻璃纤维表面改性方面用得较多的表面改性剂是硅烷偶联剂，其品种最重要的包含：乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。

　　3.2 无机填料表面处理：一般的无机填料表面是亲水的，使用时不能很好的在树脂、橡胶中分散，会极度影响复合材料的使用性能。对无机填料使用硅烷偶联剂进行表面处理，可以在填料表明产生一层非极性分子膜，提升填料在橡胶、塑料中的稳定性、分散性及粘合力，提高填充塑料、橡胶的电学、机械和耐候等性能，并促进工艺性能的改善。KH-550 对BaTiO3、沥青阻燃剂等进行表面改性，分别能改善填料在环氧树脂基和沥青基材中的分散性。

　　3.3 纳米粉体表面改性：由于纳米粉体表面能大，易与团聚，限制了其超细效应的发挥，在有机相中难以分散和浸润，所以必须对其进行表面改性，提高其与有机分子的相容性和结和力。利用偶联剂分子与纳米粉体表明上进行某种化学反应，将偶联剂均匀的覆盖在纳米粉体表面，来提升纳米粉体的憎水性。进而达到其在基材中的单分散状态，与基体结合紧密，并在基体中起到了物理交联点的作用。

　　3.4 密封剂、涂料的增粘剂：硅烷偶联剂作为一种增粘剂，大范围的应用于粘结剂、密封剂和涂料等领域，能提高它们的粘结强度、耐水、耐候性能。将功能性硅烷偶联剂引入涂料，可以让硅烷与涂料的成膜聚合物形成互穿网络聚合物(IPN)或与涂料成膜聚合物发生交联反应，从而促进涂料对底材的润湿，提高涂料的附着力。

　　此外，硅烷偶联剂还大范围的应用于金属表面处理、建筑等行业，起到表面保护的作用。

　　近年来，硅烷偶联剂开始向功能化、高分子量方向发展。例如：异氰酸酯类硅烷偶联剂在处理无机粉体填料、玻璃纤维增强的复合材料、及涂料的增粘中都有显著效果。此外，含氟硅烷偶联剂在材料表面防水、防污性，对氟树脂亲和性方面显示较强的性能，可用作含氟树脂或木材胶粘的底涂层。