1400塊的智能鎖說壞就壞！背后“元兇”竟是碳酸鈣？

近期，工貿領域某知名博主發文稱：

“花了1400塊買的某知名品牌的智能鎖，用了不到一年，塑料殼上的卡扣就斷了，關門時候連著電池掉下來差點砸傷我的手。從斷裂的橫截面看，箭頭灰白色的應該是加入過量的碳酸鈣導致變脆。塑料制品加碳酸鈣很常見，可以改變物理性能和降低成本，但是加過量就是偷工減料。這個上千塊的東西，選這種質量的外殼，這就太過分了。那個塑料外殼廠家估計也是為了打價格戰，這里可以省幾毛錢下來，但是口碑砸了！”

塑料制品中的原料、助劑和填料有很多種，問題的源頭到底是不是碳酸鈣加入過量了呢？也有網友在后面留言稱：

“今年發現添加的情況嚴重了，動不動過10個灰的情況。導致我們回收塑料的也很無奈，看著不錯的東西添加太多填充導致回收價值低。客戶還想當沒填充價格賣……”

據中國粉體網從中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所的專家獲悉，碳酸鈣作為塑料填料主要發揮三大功能：降低成本、改善性能及賦予特殊功能。從粒徑維度分析，粗粒徑碳酸鈣(平均粒徑大且分布寬)僅適用于塑料泡沫板及深色制品等低端應用，不僅無法實現增韌增強效果，反而對塑料制品的性能產生負面影響。

專家指出，碳酸鈣的粒徑越小，填充到塑料中的效果越佳，制品強度也相應增加。碳酸鈣的添加對塑料物理機械性能的影響主要表現為：隨著填充量增加，塑料制品的比重、表面硬度及剛性呈正向提升，同時彎曲強度、耐磨性、抗撕裂性、絕緣性能、尺寸穩定性和流變特性等均獲得改善；然而，材料的韌性指標(如斷裂伸長率和沖擊強度)及表面光澤度則呈現下降趨勢。

添加碳酸鈣對塑料力學性能的影響

由深圳大學材料學院左建東、深圳職業技術學院羅超云及深圳市高分子行業協會秘書長王文廣主編的《塑料助劑與配方設計》一書中提到：在填料用量較大時，對樹脂力學性能的削弱是非常明顯的。因此在大多數填料含量超過20%、產品力學性能要求較高的配方中，往往需要加入增韌劑。

增韌劑的選擇需充分考慮與樹脂和填料間的相容性，特別是與樹脂的相容性，與樹脂相容性不好的增韌劑往往起不到較好的效果。某些增韌劑同時具有增容劑的作用，因此可以考慮兩者合一，如PP填充配方中，POE-g-MAH既是增容劑，又有增韌的作用。

由于增韌劑的成本往往較高，因此其用量不宜過高，但太少也達不到增韌效果。增韌劑的用量也需要根據填料的用量、增容劑的用量、增容劑的種類及產品性能的要求確定，一般用量在4%～15%之間。

《塑料助劑與配方設計》一書中舉了一個ABS填充配方的實例：ABS填充母料的平均使用量約為ABS的20%～30%，有的甚至達到40%以上。填料填充量一般在20%～40%，多用于電子電器及家電產品中。無機填料在和ABS混合之前進行嚴格的表面處理是提高材料性能的關鍵技術之一，此外提高無機粉體和基體結合力的增容劑和合適的增韌劑也是非常必要的。

專家指出：對碳酸鈣進行表面處理，然后加入塑料基體樹脂中，即是實現碳酸鈣填充復合材料的耐熱、耐低溫、增韌、增強于一體的低成本改性方法。如HDPE/碳酸鈣增韌體系，使用1250目碳酸鈣，經烷基羧酸鹽偶聯體系高效活化處理后，在HDPE（2100J）中填充量高達50%時，復合體系的沖擊強度提高5倍以上。而未處理和用其他材料處理的效果則大不相同。

由中國塑料加工工業協會塑料助劑專業委員會編寫的《塑料助劑與配方設計技術》一書中指出：

“對于塑料加工企業來說，粉體材料的粒徑越小，填充塑料的力學性能越好，但其前提是粉體材料必須以顆粒的形式像大海中的海島一樣均勻分布在塑料基體中，這些顆粒的尺寸、形狀、表面狀態（比表面積以及是否經過表面處理）直接決定著填充材料的性能和使用無機粉體材料的整體效果。

遺憾的是，目前由輕鈣企業提供給我們塑料加工企業的產品都是大大小小的凝聚體（二次粒子），而我們塑料加工企業現有的加工設備還不足以在加工過程中將這些凝聚體打散，形成真正意義上的小尺度海島結構，不僅不能顯現出優異的性能，還有可能成為材料內部的缺陷，造成填充塑料性能的劣化。

因此在沒有解決好分散技術的時候，片面追求顆粒微細化和納米化是不現實的，這也是目前眾多納米碳酸鈣生產線有其名無其實的重要原因。”

專家指出：任何事物都具有兩面性，在改善某一性能時，可能降低其他性能，可謂顧此失彼。因此在設計配方時，一定要全面考慮，盡可能不影響其他性能。

對于智能鎖用塑料制品出現的問題，碳酸鈣填料加入過量可能是其重要原因之一，但是并不能十分確定。就像另一位網友的留言說道：

“從缺口情況看，應該是用水口料回收料比例高了，碳酸鈣加多的情況一般都是變脆為主，端面鋒利不拉絲。我在模具注塑公司待過，從事塑料殼體產品設計20年。”

通過分析，我們也可以了解，塑料的質量跟原料配方、加工工藝等整個體系有著復雜而緊密的關系，要想找到真正的原因，恐怕還需塑料加工行業的專家為我們“答疑解惑”。

參考來源：

[1]郝小非等：碳酸鈣加工應用現狀與產業發展趨勢，中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所

[2]左建東，羅超云，王文廣主編：塑料助劑與配方設計，化學工業出版社

[3]中國塑料加工工業協會塑料助劑專業委員會：塑料助劑與配方設計技術，化學工業出版社