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硅偶聯劑分子的一端是可水解的烷氧基，另一端是有機官能團。前者水解生成的硅醇基會與底材上的羥基縮合；后者會與成膜物質反應，這種共價結合比范德華力、偶極力、氫鍵結合力等的結合力強。所以附著力也隨之增強了。
在水性涂料中硅醇基間會縮合成硅氧烷，高度的縮合物不溶于水而失效。因此，必須使齊聚物有足夠的穩定性。
硅醇基間的縮合和水解是可逆的。其水解平衡常數與硅原子上的烷氧基數相關，如下所示：
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烷氧基數 |
水解平衡常數 |
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≡Si-O-Si(OH)3 |
10-5（估計值） |
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≡Si-O-SiR(OH)2 |
10-4（估計值） |
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≡Si-O-SiR2(OH) |
2.72×10-3 |
由上可見：環氧基越少，越穩定。例如：縮水甘油醚氧丙基三甲烷基硅烷水解后在50 ℃經歷4周后膠化（600 Pa·S），而甲基二乙烷基硅烷卻能保持水溶，黏度從初始的180 Pa·S升至230 Pa·S。
硅烷偶聯劑水解后所縮合的水溶齊聚物比水解的單體分子有更多的硅醇基和有機官能團，在底材和漆膜界面上有更大的結合面積，從而有更大的黏結強度。并且更能消散從高模量底材到低模量漆膜間的應力，從而降低了應力集中的幾率，增強了附著力。
