填料表面改性的目的是提高无机填料颗粒与聚合物基料的相容性，增强相互间的结合力，改善填料在基料中的分散性，最终提高填充材料的综合性能。
非金属矿物填料的表面改性方法通常有表面活性剂或偶联剂处理、聚合物包覆改性、不饱和有机酸处理。
（1）表面活性剂或偶联剂处理 表面活性剂或偶联剂分子中一端为亲水性的极性基团，另一端为非极性基团，用它处理无机填料时，极性基团能吸附于填料粒子表面。偶联剂的分子中由于通常含有几类性质和作用不同的基团，表面改性后不仅能够改善无机填料与聚合物之间的相容性，而且增强填充复合体系中无机填料与聚合物基料之间的界面相互作用，达到增强的目的。
采用表面活性剂和偶联剂的处理工艺有干、湿两种。干法是将无机填料充分脱水后在改性机中，在一定温度下与雾化的表面活性剂或偶联剂等反应制成活性填料；湿法也称为溶液法，是将表面活性剂或偶联剂与水或低沸点溶剂配制成一定浓度的溶液，然后在一定温度下与无机填料在搅拌反应器中充分反应，实现无机填料的表面改性。
（2）聚合物包覆改性 将分子量几百到几千的低聚物和交联剂或催化剂溶解或分散在一定溶剂中，再加入无机填料，在一定温度进行处理，以实现填料表面的有机包覆改性。
（3）不饱和有机酸处理 不饱和有机酸，如丙烯酸等，与含有活泼金属离子（含有SiO 2 、Al 2 O 3 、K 2 O、Na 2 O等化学成分）的填料在一定条件下混合时，填料表面的金属离子与有机酸上的羧基发生化学反应，以稳定的离子键结构形成单分子层，包覆在无机填料粒子表面。由于有机酸的另一端带有不饱和双键，具有很大的反应活性，因此，这种填料具有较强的反应活性。在生产复合材料时，用这种带有反应活性的填料与基体树脂混合，在加工成型时，由于热或机械剪切力的作用，基体树脂就会产生游离基与活性填料表面的不饱和双键反应，形成化学交联结构。