1400块的智能锁说坏就坏！背后“元凶”竟是碳酸钙？

近期，工贸领域某知名博主发文称：

“花了1400块买的某知名品牌的智能锁，用了不到一年，塑料壳上的卡扣就断了，关门时候连着电池掉下来差点砸伤我的手。从断裂的横截面看，箭头灰白色的应该是加入过量的碳酸钙导致变脆。塑料制品加碳酸钙很常见，可以改变物理性能和降低成本，但是加过量就是偷工减料。这个上千块的东西，选这种质量的外壳，这就太过分了。那个塑料外壳厂家估计也是为了打价格战，这里可以省几毛钱下来，但是口碑砸了！”

塑料制品中的原料、助剂和填料有很多种，问题的源头到底是不是碳酸钙加入过量了呢？也有网友在后面留言称：

“今年发现添加的情况严重了，动不动过10个灰的情况。导致我们回收塑料的也很无奈，看着不错的东西添加太多填充导致回收价值低。客户还想当没填充价格卖……”

据中国粉体网从中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所的专家获悉，碳酸钙作为塑料填料主要发挥三大功能：降低成本、改善性能及赋予特殊功能。从粒径维度分析，粗粒径碳酸钙(平均粒径大且分布宽)仅适用于塑料泡沫板及深色制品等低端应用，不仅无法实现增韧增强效果，反而对塑料制品的性能产生负面影响。

专家指出，碳酸钙的粒径越小，填充到塑料中的效果越佳，制品强度也相应增加。碳酸钙的添加对塑料物理机械性能的影响主要表现为：随着填充量增加，塑料制品的比重、表面硬度及刚性呈正向提升，同时弯曲强度、耐磨性、抗撕裂性、绝缘性能、尺寸稳定性和流变特性等均获得改善；然而，材料的韧性指标(如断裂伸长率和冲击强度)及表面光泽度则呈现下降趋势。

添加碳酸钙对塑料力学性能的影响

由深圳大学材料学院左建东、深圳职业技术学院罗超云及深圳市高分子行业协会秘书长王文广主编的《塑料助剂与配方设计》一书中提到：在填料用量较大时，对树脂力学性能的削弱是非常明显的。因此在大多数填料含量超过20%、产品力学性能要求较高的配方中，往往需要加入增韧剂。

增韧剂的选择需充分考虑与树脂和填料间的相容性，特别是与树脂的相容性，与树脂相容性不好的增韧剂往往起不到较好的效果。某些增韧剂同时具有增容剂的作用，因此可以考虑两者合一，如PP填充配方中，POE-g-MAH既是增容剂，又有增韧的作用。

由于增韧剂的成本往往较高，因此其用量不宜过高，但太少也达不到增韧效果。增韧剂的用量也需要根据填料的用量、增容剂的用量、增容剂的种类及产品性能的要求确定，一般用量在4%～15%之间。

《塑料助剂与配方设计》一书中举了一个ABS填充配方的实例：ABS填充母料的平均使用量约为ABS的20%～30%，有的甚至达到40%以上。填料填充量一般在20%～40%，多用于电子电器及家电产品中。无机填料在和ABS混合之前进行严格的表面处理是提高材料性能的关键技术之一，此外提高无机粉体和基体结合力的增容剂和合适的增韧剂也是非常必要的。

专家指出：对碳酸钙进行表面处理，然后加入塑料基体树脂中，即是实现碳酸钙填充复合材料的耐热、耐低温、增韧、增强于一体的低成本改性方法。如HDPE/碳酸钙增韧体系，使用1250目碳酸钙，经烷基羧酸盐偶联体系高效活化处理后，在HDPE（2100J）中填充量高达50%时，复合体系的冲击强度提高5倍以上。而未处理和用其他材料处理的效果则大不相同。

由中国塑料加工工业协会塑料助剂专业委员会编写的《塑料助剂与配方设计技术》一书中指出：

“对于塑料加工企业来说，粉体材料的粒径越小，填充塑料的力学性能越好，但其前提是粉体材料必须以颗粒的形式像大海中的海岛一样均匀分布在塑料基体中，这些颗粒的尺寸、形状、表面状态（比表面积以及是否经过表面处理）直接决定着填充材料的性能和使用无机粉体材料的整体效果。

遗憾的是，目前由轻钙企业提供给我们塑料加工企业的产品都是大大小小的凝聚体（二次粒子），而我们塑料加工企业现有的加工设备还不足以在加工过程中将这些凝聚体打散，形成真正意义上的小尺度海岛结构，不仅不能显现出优异的性能，还有可能成为材料内部的缺陷，造成填充塑料性能的劣化。

因此在没有解决好分散技术的时候，片面追求颗粒微细化和纳米化是不现实的，这也是目前众多纳米碳酸钙生产线有其名无其实的重要原因。”

专家指出：任何事物都具有两面性，在改善某一性能时，可能降低其他性能，可谓顾此失彼。因此在设计配方时，一定要全面考虑，尽可能不影响其他性能。

对于智能锁用塑料制品出现的问题，碳酸钙填料加入过量可能是其重要原因之一，但是并不能十分确定。就像另一位网友的留言说道：

“从缺口情况看，应该是用水口料回收料比例高了，碳酸钙加多的情况一般都是变脆为主，端面锋利不拉丝。我在模具注塑公司待过，从事塑料壳体产品设计20年。”

通过分析，我们也可以了解，塑料的质量跟原料配方、加工工艺等整个体系有着复杂而紧密的关系，要想找到真正的原因，恐怕还需塑料加工行业的专家为我们“答疑解惑”。

参考来源：

[1]郝小非等：碳酸钙加工应用现状与产业发展趋势，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所

[2]左建东，罗超云，王文广主编：塑料助剂与配方设计，化学工业出版社

[3]中国塑料加工工业协会塑料助剂专业委员会：塑料助剂与配方设计技术，化学工业出版社