偶联剂是一种能增进无机物质与有机物质之间粘合性能的助剂。它的分子中含有两种不同性质的基团，一个是亲无机物的基团，易与无机材料的表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与有机聚合物发生物理或化学反应。因此偶联剂常被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的各种性能。作为提高高分子复合材料性能及降低成本的关键材料，偶联剂广泛适用于塑料、橡胶、玻璃钢、涂料、颜料、造纸，粘合剂、磁性材料、油田化工等行业。
偶联剂的种类繁多，主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其它高级脂肪酸、醇 、酯的偶联剂等，目前应用范围最广的是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
硅烷偶联剂
硅烷偶联剂的通式为 R n SiX (4-n) ，式中 R 为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。根据高分子聚合物的不同性质，R 应与聚合物分子有较强的亲和力或反应能力，如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等。X 为可水解基团，遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解，与无机物表面有较好的反应性。
（1）硅烷偶联剂用于玻璃纤维的表面处理：改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，大幅提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、耐水、耐候等性能。即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高效果也十分显著。
（2）硅烷偶联剂用于无机填料填充塑料：使用时可以先处理无机填料,也可直接加入树脂中。其作用是改善填料在热固性和热塑性树脂中的分散性及粘合力，改善工艺性能和提高填充塑料 ( 包括橡胶 ) 的机械、电气和耐候等性能。
（3）硅烷偶联剂用于密封剂、粘接剂及涂料的增粘剂：硅烷偶联剂广泛用作粘结剂、密封剂等增粘剂。在胶粘剂中加入硅烷偶联剂不仅能提高粘合强度，而且还能改善胶粘剂的耐久性和耐湿热老化性能。硅烷偶联剂甚至可以直接用作胶粘剂，用于硅橡胶、氟橡胶、丁腈橡胶等与金属的粘接。用于涂料可以提高湿态下的胶粘力，耐腐蚀性、耐环境老化性能、颜料的分散性、耐磨性和促进树脂的交联作用。
硅烷偶联剂一般要用水和乙醇配成很稀的溶液（质量分数为 0.005 ～ 0.02）使用，可单独用水溶解，但要先配成质量分数为 0.001的醋酸水溶液，以改善溶解性和促进水解；还可配成非水溶液使用，如配成甲醇、乙醇、丙醇或苯的溶液；也能够直接使用。硅烷偶联剂的用量与其种类和填料表面积有关，即硅烷偶联剂用量(g)=[ 填料用量(g)×填料表面积(m 2 ·g-1 )]/硅烷最小包覆面积(m 2 ·g-1 )。如果填料表面积不明确，则硅烷偶联剂的加入量可确定为填料量的 1 %左右。
钛酸醋偶联剂
钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为 4 类：单烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位体型。钛酸酯偶联剂在热塑性塑料和橡胶改性中，表现出多功能性。它价格便宜、使用方便；不仅用于塑料、橡胶、涂料、粘合剂的复合材料制品中，也用于石油开采、农药、染料等领域。钛酸酯偶联剂可减小体系中 PVC 树脂用量或增加无机填料用量。它活化的无机填料改性热塑性聚合物，不仅成型温度低和成型时间短，还能改进制品冲击强度和力学性能。颜料和涂料经钛酸酯偶联剂活化处理后分散性提高，可使制品色泽鲜艳、表面光滑。
（1）在填充塑料中，可活化填料，提高填充量，减少树脂用量，降低制品成本，改善加工性能，增加制品光泽，提高质量。
（2）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，提高制品耐磨强度和抗老化能力，和制品的表面光泽。
（3）在涂料及颜料中，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。
（4）应用于磁材料上，能显著改善磁粉分散性，增强其与载体的亲和性，提高充填量，增大磁密度，提高磁信号。
双金属偶联剂
具有加工温度低、偶联反应速度快、分散性好、价格低廉等优点；
铝酸酯偶联剂
具有色浅、无毒、使用方便、热稳定性能优异等特点；
木质素偶联剂
主要以补强作用为主；
锡偶联剂
有利于改善胶料的加工性能、降低滚动阻力、减小滞后损失。
随着高性能和高功能化复合材料的迅速发展，对偶联剂的性能及其使用技术也提出了新的更高的要求，今后的研究重点将放在适用范围广、一剂多能、改性效果更好、成本更低廉的新型偶联剂和相应的偶联技术上。比如，为使一种偶联剂能适应多种树脂；为排除填料本身性质（酸性、碱性等）对复合材料的影响，需要能够使填料表面钝化的偶联剂等等。
