关于填充剂的作用机理,目前尚无统--的说法，普遍认可的大致可归纳为以下几种。
(1)填料粒子与聚合物相互作用,形成一定数量的化学键、次价键。如炭黑通过自由基反应方式与橡胶产生部分交联,炭黑的粒度越小，比表面积越大,其交联的可能性也越大。当受到外力作用时,炭黑与橡胶形成的化学键和次价键可以吸收一部分外力,并将其余部分传递到相邻的界面,从而有效地消耗部分外力,起到补强的作用。
(2)填料表面与聚合物通过次价键或范德瓦耳斯力相连,形成海岛结构，当受到外力作用时,将应力传递到填料与聚合物之间的结合部位,次价键断裂使间隙增大、形成微小裂纹,这一过程可以有效地吸收一部分外部能量,避免应力集中,从而改善力学性能。这类填料的粒径通常要求在1μm以下,并且有一个最佳用量，用量太大或太小都不能得到最佳效果。
(3)对于玻璃纤维、碳纤维以及长径比较大的填料来说，其填充体系受到外力时,外力首先作用于填料上,由于这类填料比聚合物有更高的力学性能,可以发挥增强的作用。需要指出的是,纤维状填料具有各向异性的特点，因此,其长径比大小和有序排列程度对最终性能具有决定性的影响。
改善填料的分散性有两种途径:一是减小填料的粒度，在一定范围内,粒度越小,分散性也越好;二是对填料进行表面处理。事实上,如果填料的粒度小于0.5μm,由于表面能较高,又会导致粒子间团聚,使分散性下降，因此，填料的表面处理显得更为重要。
