综述：硫酸钙须晶表面改性技术的研究进展与界面协同强化策略综述

《Journal of Composites Science》：Surface Modification of Calcium Sulphate Whiskers: Methodologies, Modifiers and Composite Synergistic Modification Strategies

　　

摘要

硫酸钙须晶（CSWs）是一族具有不同水合态的一维硫酸钙晶体，其通式可表示为CaSO₄·nH₂O，其中n分别为2、0.5或0，对应硫酸钙二水合物须晶（DH-CSW）、硫酸钙半水合物须晶（HH-CSW）和硫酸钙无水须晶（AH-CSW）。凭借高强度、高模量、低密度以及优良的热稳定性，这些须晶在聚合物复合材料、建筑材料、造纸及环境治理领域具有显著的应用潜力。然而，由于CSW表面极性高且比表面积大，导致团聚问题严重，使其与基体之间的界面相容性不足，严重制约了其增韧增强效果。因此，本文系统综述了CSW的表面改性技术，重点聚焦于改性方法、改性剂结构选择以及表面相互作用机制。特别强调了复合协同改性策略：通过有机-有机、无机-无机以及无机-有机复合方案，实现不同改性机制之间的互补协同效应，有效增强改性层的界面结合稳定性和功能集成性。最后，本文指出当前研究仍面临若干关键挑战，包括改性机制的微观分析不足、改性剂结构与改性效果之间的构效关系不明确，以及缺乏绿色、可规模化的工艺手段。未来应整合多尺度界面表征与分子模拟，优化改性剂选择及复合协同策略，开发环保高效的改性体系，并建立可控的界面功能化设计框架。这将可为CSW在高性能复合材料及先进功能材料中的高值化应用奠定理论基础。