对硅烷偶联剂与非金属矿物填料之间作用的解释有化学反应、物理吸附、氢键作用和可逆平衡等理论，至今尚未形成定论。综合各种观点提出的共价键吸附机理比较符合实际。该理论认为，硅烷偶联剂与填料之间的作用过程是：硅烷偶联剂接触水并发生水解反应；硅烷分子间缩聚成低聚物；硅烷水解物与填料表面羟基缩合、脱水，低聚物和填料表面形成氢键；脱水反应发生，氢键转化为共价键。经上述过程后，填料表面最终被改性剂覆盖，形成界面区。
一般认为钛酸酯偶联剂与硅烷千样，也是通过与填料表面之间形成化学键的方式进行吸附反应。但钛酸酯偶联剂的一个重要特点是：在单烷氧型钛酸酯中，只有一个异丙氧基团是能与无机丝网除沫器填料偶联的水解基团，因此可以在无机填料表面形成单分子层。