硅烷的偶联作用常常被简单的描述成排列整齐的硅烷系分子层在聚合物和填料之间形成共价键桥。硅烷偶联剂对含有极性集团的填充体系偶联效果较明显，而对非极性体系则效果不显着，对碳酸钙填充复合体系效果不佳。
胺类硅烷偶联剂为后扩链剂，按不同配比合成了系列有机硅改性水性聚氨酯分散体。随硅烷偶联剂质量分数的增加，乳液粒径增大，分散稳定性良好，胶膜的耐水性明显提高；胶膜的耐热性能明显提高，并且发生了交联反应；胶膜的ATR红外显示体系中形成的脲键随硅烷偶联剂的质量分数增加而增多。
硅烷偶联剂的硅氧基团发生水解缩聚而使体系交联，在后扩链的同时实现体系的内交联，不影响预聚物的分散。随着硅烷偶联剂质量分数的增加，乳液由几乎透明的液体逐渐变为白色，乳液平均粒径逐渐增大。同时，除硅烷偶联剂质量分数8.9％的外，乳液都保持了良好的分散稳定性。不同硅烷偶联剂质量分数下所合成的改性水性聚氨酯乳液的乳胶粒形态结构的TEM照片，放大倍数均为10万倍。所有的乳液中乳胶粒都呈不规则的形状，不加硅烷偶联剂的情况下，乳胶粒的粒径很小（粒径仪测定结果47nm），团聚明显；硅烷偶联剂质量分数为1.9％的情况也类似，乳胶粒的粒径不大（57nm），也有团聚现象；硅烷偶联剂质量分数为7.6％时，基本呈球形的乳胶粒增多，粒径也明显增大。