目前，二氧化硅的工業(yè)生產(chǎn)主要采用沉淀法。產(chǎn)生的二氧化硅表面含有大量的羥基等極性基團(tuán)，導(dǎo)致其易吸附水分子、分散性差、易二次聚集等問(wèn)題，從而影響二氧化硅的工業(yè)應(yīng)用效果。因此，在工業(yè)應(yīng)用之前，二氧化硅需要進(jìn)行表面改性，以提高其工業(yè)應(yīng)用性能。

目前，二氧化硅的化學(xué)表面改性主要包括表面接枝改性、偶聯(lián)劑改性、離子液體改性、高分子界面改性和共混改性。雖然每種改性工藝都有自己的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，但目前工業(yè)應(yīng)用中主要是偶聯(lián)劑改性。

1.二氧化硅表面接枝改性

表面接枝改性方法的原理是通過(guò)化學(xué)接枝法在二氧化硅表面接枝與基質(zhì)聚合物（如橡膠）性能相同的高分子聚合物。一方面，它可以增強(qiáng)顆粒與基體之間的作用力，改變顆粒表面的極性，另一方面，也可以改善二氧化硅本身的分散性。

它適用于接枝小分子量聚合物，而接枝高分子量聚合物的條件苛刻。

2.二氧化硅偶聯(lián)劑的改性

偶聯(lián)劑改性的原理是利用偶聯(lián)劑上的一些官能團(tuán)與二氧化硅表面的羥基反應(yīng)，從而改變二氧化硅表面基團(tuán)的結(jié)構(gòu)和分布，改善與基體的相容性及其分散性。偶聯(lián)劑改性由于其改性效果好、反應(yīng)可控性高，是應(yīng)用廣泛的改性方法之一。

目前，硅烷偶聯(lián)劑、硅氧烷偶聯(lián)劑和硅氮烷偶聯(lián)劑應(yīng)用廣泛。在實(shí)際應(yīng)用中，偶聯(lián)劑改性的主要過(guò)程分為四個(gè)步驟：混合反應(yīng)、冷卻分離、反復(fù)洗滌和沉淀。

3.二氧化硅離子溶液的改性

離子液體，也稱(chēng)為室溫離子液體，是由有機(jī)陽(yáng)離子和有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子組成的熔融鹽，在100℃以下呈液態(tài)。離子液體的改性是用離子液體改性劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)相改性劑對(duì)二氧化硅進(jìn)行改性。與傳統(tǒng)的有機(jī)相改性劑相比，離子液體具有室溫液態(tài)、導(dǎo)電性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、溶解性好、不揮發(fā)、易產(chǎn)生污染等優(yōu)點(diǎn)，更符合綠色生產(chǎn)的要求，但改性效果較差。

離子液體改性的工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單。在二氧化硅和離子液體的混合體系中加入一定量的無(wú)水乙醇，然后將其放入恒溫水浴中進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)充分后，可通過(guò)干燥獲得改性二氧化硅。

4.二氧化硅大分子的界面改性

用于高分子界面改性的改性劑是一種含有極性基團(tuán)的高分子聚合物。在與二氧化硅粒子的改性反應(yīng)中，大分子界面改性劑主鏈可以保持基本主鏈結(jié)構(gòu)，同時(shí)引入更多的極性環(huán)氧基團(tuán)，從而改善二氧化硅粒子與基體的相容性，達(dá)到更好的界面改性效果。該方法可以與偶聯(lián)劑一起用于增強(qiáng)基體，但單獨(dú)使用時(shí)增強(qiáng)效果較差。

5.二氧化硅的共混改性

共混改性是將二氧化硅與其他材料結(jié)合，并結(jié)合它們各自的優(yōu)點(diǎn)，從而提高橡膠制品的整體性能。這種方法可以結(jié)合兩種改性劑的優(yōu)點(diǎn)，提高基體的綜合性能，但改性效果與改性劑配比密切相關(guān)。

例如，炭黑和二氧化硅都是橡膠行業(yè)的良好增強(qiáng)劑，其中炭黑是橡膠行業(yè)常用的增強(qiáng)劑之一。炭黑的特殊結(jié)構(gòu)可以提高橡膠材料的拉伸和撕裂強(qiáng)度，提高其耐磨性、耐寒性等性能；二氧化硅作為增強(qiáng)劑可以顯著提高橡膠制品的滾動(dòng)阻力和濕滑阻力，但單獨(dú)使用其效果不如炭黑。大量研究表明，炭黑和二氧化硅并用作為補(bǔ)強(qiáng)劑可以結(jié)合二者優(yōu)勢(shì)提高橡膠制品的整體性能。