硅灰石粉体的针状结构使其可用作塑料、橡胶、尼龙等高聚物基复合材料的无机增强填料。但未经表面处理的硅灰石粉与有机高聚物的相容性差，难以在高聚物基料中均匀分散。对其进行适当的表面改性，以改善其与高聚物基料的相容性，提高填充增强效果。例如，用硅烷偶联剂处理的硅灰石填充聚碳酸酯后，其弹性模量是未填充时的三倍，强度增加约15%；填充到聚乙烯中，能改善其强度和电绝缘性能；填充聚丙烯，与未改性的硅灰石填料相比，在填充量相同条件下，拉伸强度、弯曲强度等显著提高。
 
    硅灰石粉体的表面改性主要采用化学方法。常用的表面改性剂有硅烷偶联剂、钛酸酯和铝酸酯偶联剂、表面活性剂及甲基丙烯酸甲脂等。
    ① 硅烷偶联改性
    硅烷偶联改性是硅灰石粉体常用的表面改性方法之一。一般采用干法改性工艺。偶联剂的用量与要求的覆盖率及粉体的比表面积有关。用氨基硅烷处理硅灰石时，用量为硅灰石重量的0.5%左右；甲基丙烯含氧硅烷的用量为硅灰石重量的0.75%，这二种改性产品分别填充尼龙6和聚酯代替30%的玻璃纤维可显著提高制品的力学性能。
    ② 表面活性剂改性
    用硅烷偶联剂处理硅灰石，可大大改善其与聚合物的相容性，增强填充效果，但硅烷偶联剂改性生产成本较高。因此，在某些应用条件下，可用较便宜的表面活性剂，如硬脂酸（盐）、季胺盐、聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚（非离子型表面活性剂）等对硅灰石粉进行表面改性处理。这些表面活性剂通过极性基团与颗粒表面的作用，覆盖于颗粒表面，可大大增强硅灰石填料的亲油性。
    ③ 有机单体聚合反应改性
    有机单体在硅灰石粉体/水悬浮液中的聚合反应试验结果表明，其聚合体可以吸附于颗粒表面，这样既改变了硅灰石粉体的表面性质，有不影响其粒径和白度。将此硅灰石粉体作涂料的填料，可降低涂料的沉降性和增强分散性。目前选择在硅灰石粉体/水悬浮液中进行聚合反应的单体是甲基丙烯酸甲酯。