CN105369443A - 一种防紫外线织物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防紫外线织物，属于纺织领域。本发明的一种防紫外线织物，包括混纺层，所述混纺层由16.3%壳聚糖纤维，19.7%石墨烯粘胶复合纤维和64%棉纤维组成。本发明的一种防紫外线织物具有在满足人体穿着舒适度的同时，具有良好防紫外线功能的特点。

Description

一种防紫外线织物
技术领域
本发明涉及一种织物，特别是一种防紫外线织物。
背景技术
随着技术发展和社会的不断进步，人们在生活水平大大提高的同时，对生活质量的要求也越来越高，全球环境遭到破坏的今天，返璞归真，回归大自然已经成为人们衡量生活质量的重要标准，穿着节能环保的纤维制品，是当今人们的时尚追求。高新技术的发展，使纺织纤维新原料开发也得到了快速发展，各种新型绿色环保纤维不断被研发面世。
然而现有技术中的纤维织物功能性较为单一，无法在满足人体穿着舒适度的同时，具有良好防紫外线功能。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种在满足人体穿着舒适度的同时，具有良好防紫外线功能的防紫外线织物。
本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种防紫外线织物，包括混纺层，所述混纺层由16.3%壳聚糖纤维，19.7%石墨烯粘胶复合纤维和64%棉纤维组成。
由于采用了上述技术方案，独立棉纤维的舒适度高，但是纤维的断裂强度较低，衣物很容易失去光泽；壳聚糖纤维是由海洋生物提取的纯天然绿色纤维，具有良好的通透性、吸湿性和保湿性、生物相容性、无免疫原性和可生物降解性，但壳聚糖纤维转曲少，强度低，抱合力差，吸放湿速度快，回潮率低于15％时静电现象严重，壳聚糖纤维开松较难，有较多硬并丝，纯纺生条难度较大；石墨烯粘胶复合纤维的断裂强度大，且具有良好的阻燃性，和防紫外线性能，将三者进行混纺可以综合各自的优点，避开缺陷，得到的复合纤维不仅断裂强度得到提高，在具有良好亲肤舒适性的同时具有防紫外线的功能。
本发明的一种防紫外线织物，所述混纺层的上表面覆有碳纤维-聚醚型聚氨酯层，所述混纺层的下表面覆有丁烯酸酯-接枝淀粉层，所述碳纤维-聚醚型聚氨酯层的厚度为400μm，所述混纺层的厚度为0.2cm，所述丁烯酸酯-接枝淀粉层的厚度为600μm。
由于采用了上述技术方案，混纺层上表面的碳纤维-聚醚型聚氨酯层具有良好的耐热性，同时具有高弹性、高韧性和优良的耐磨性，在织物的表面覆有该层，可以增加衣物的使用寿命，同时在衣物表面出现污渍时，方便清洁；在火灾等突发危险状况时，该层的耐热特性可以保证衣物不会着火，增加逃生的几率。
丁烯酸酯-接枝淀粉层对棉纤维具有良好的黏附性，增强纤维之间的抱合，同时该层的浆纱性能高，挂浆率高，能够提高织物与人体接触面的舒适程度，具有良好的亲肤透气性。
本发明的一种防紫外线织物，所述棉纤维经过预处理，所述预处理的步骤为，
步骤一：取0.1mol/L的柠檬酸2.0mL与0.1mol/L的柠檬酸钠18.0mL配制成为pH为6.4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液；
步骤二：将棉纤维完全浸泡入缓冲溶液中，按照棉纤维：羟基羧酸质量比1:0.04向缓冲溶液中加入羟基羧酸，按照棉纤维：羧酸基甜菜碱质量比1:0.08向缓冲溶液中加入羧酸基甜菜碱，浸泡30min；
步骤四：按照棉纤维：果胶酶：纤维素酶质量比1:0.05：0.02向缓冲液中加入果胶酶和纤维素酶，水浴加热至27℃，恒温搅拌5min后，按照棉纤维：脂肪酶质量比1:0.01向缓冲液中加入脂肪酶，水浴升温至32℃，恒温搅拌8min；
步骤五：将棉纤维取出放置在鼓风干燥箱中，在温度为105℃的条件下将棉纤维彻底烘干，将棉纤维放入液氮中超低温处理30min；
步骤六：将经过超低温处理的棉纤维放入温度为52℃的pH为6.4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，加热恢复至室温后放置在鼓风干燥箱中，在温度为105℃的条件下将棉纤维彻底烘干，得到经过预处理的棉纤维。
本发明的一种防紫外线织物，所述石墨烯粘胶复合纤维通过以下步骤制备而成，
步骤一：按浓硫酸：石墨粉：硝酸钠质量比65:1：0.6在冰浴的条件下向浓硫酸中加入石墨粉和硝酸钠，搅拌溶解30min后，按照石墨粉：高锰酸钾质量比1:5，向混合溶液中加入高锰酸钾，搅拌10h后，按照浓硫酸：去离子水体积比1：1向混合溶液中加入去离子水，将混合物置于真空度为0.93的条件下，按照1.2℃/h的速率缓慢升温至52℃，保持52℃恒温继续搅拌22h后，按照浓硫酸比双氧水体积比1:0.1向混合溶液中加入双氧水，在52℃温度下搅拌2.5h后离心，将固液分离取固体，固体分别用5%的稀盐酸和去离子水冲洗，干燥后得到氧化石墨烯；
步骤二：将氧化石墨烯以1000mL/h的挤出速度在一字形模口的制备装置中挤出，于10℃的凝固液中停留凝固成氧化石墨烯水凝胶膜；
步骤三：称取一份氧化石墨烯水凝胶膜，按照氧化石墨烯水凝胶膜：粘胶纺丝原液摩尔比1:20将氧化石墨烯水凝胶膜与粘胶纺丝原液均匀混合，通过环境温度为27℃，环境湿度为43.6%，电压为11.4kV，接收距离为12cm的直流电场，进行静电纺丝，得到石墨烯粘胶复合纤维。
本发明的一种防紫外线织物，所述碳纤维-聚醚型聚氨酯层通过将碳纤维-聚醚型聚氨酯高温喷涂至混纺层上表面，所述丁烯酸酯-接枝淀粉层通过将丁烯酸酯-接枝淀粉高温喷涂至混纺层下表面。
由于采用了上述技术方案，高温喷涂至混纺层表面的碳纤维-聚醚型聚氨酯和丁烯酸酯-接枝淀粉能够在一定程度上渗入混纺层的分子间隙中，增加三种材料的结合度。
本发明的一种防紫外线织物，所述碳纤维-聚醚型聚氨酯通过以下步骤制备而成，
步骤一：取一份甲氧基硅烷用适量甲醇稀释，取一份乙氧基硅烷用适量乙醇稀释，将稀释的甲氧基硅烷和稀释的乙氧基硅烷等比例混合，按照甲氧基硅烷：水摩尔比1:5向混合溶液中加入去离子水，加入乙酸调节溶液pH为5.1，常温搅拌至完全溶解；
步骤二：按照甲氧基硅烷：碳纤维摩尔比1:2向溶液中加入碳纤维，常温搅拌30min，放入鼓风干燥箱中，在温度为120℃的条件下烘干2h，制得碳纤维处理液；
步骤三：称取一份四氢呋喃均聚醚，加入适量甲醇作为溶液，按照四氢呋喃均聚醚：碳纤维摩尔比1:0.6向溶液中加入碳纤维处理液，加热至65℃，搅拌反应15min，按照四氢呋喃均聚醚：二苯基甲烷二异氰酸酯摩尔比1:0.1向溶液中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，加热回流反应5h，完全反应后，旋转蒸发仪蒸去溶剂，制得预聚体；
步骤三：取一份预聚体加热至85℃，按照预聚体：1,4-丁二醇摩尔比1:1向预聚体中加入1,4-丁二醇搅拌混合5min，在70kPa的压力条件下冷却至常温，得到碳纤维-聚醚型聚氨酯。
本发明的一种防紫外线织物，所述丁烯酸酯-接枝淀粉通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份淀粉，取适量水作为溶剂，调节溶液pH为4.7，加入适量异丙醇配制成为淀粉质量分数为37%的悬浮液，搅拌30min；
步骤二：按照淀粉：NaOH质量比1:0.05向溶液中加入NaOH，加热升温至30℃，恒温搅拌30min，按照NaOH：烯丙基氯摩尔比1:1.2向溶液中缓慢滴加烯丙基氯，升温至50℃，恒温搅拌24h；
步骤三：过滤，取固体重新分散于体积比为18:82的蒸馏水-乙醇溶液中，用醋酸调节pH至7，抽滤后用适量蒸馏水洗涤，干燥得到烯丙基醚化淀粉；
步骤四：取一份烯丙基醚化淀粉，取适量水作为溶剂，配置成为质量分数为37%的悬浮液，用醋酸调节pH为4.2，通入氮气作为保护气；
步骤五：在保护气存在下按照烯丙基醚化淀粉：丁烯酸酯：丁烯酸：过氧化二叔丁基醚摩尔比1:1:1.5:1.2向溶液中同时缓慢滴加丁烯酸酯，丁烯酸和过氧化二叔丁基醚，常温搅拌3h，调节pH为7，过滤，取固体干燥制得丁烯酸酯-接枝淀粉。
本发明的一种防紫外线织物，所述混纺层由棉纤维梭织后，壳聚糖纤维与石墨烯粘胶复合纤维穿绕而成；所述棉纤维梭织的经纱为50支，纬纱为45支，经纬密度为108*58；所述壳聚糖纤维沿棉纤维梭织的经向穿绕，所述石墨烯粘胶沿棉纤维梭织的维向穿绕。
由于采用了上述技术方案，得到的混纺层在节约成本的前提下最大限度的提高断裂强度，UV透过率为3.7%。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、可以增加织物的使用寿命，同时在织物表面出现污渍时，方便清洁。
2、在保证亲肤舒适度的同时，具有良好的耐热阻燃特性及防紫外线特性，提高了纤维的断裂强度，延长了织物的寿命。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种防紫外线织物，包括混纺层，混纺层由16.3%壳聚糖纤维，19.7%石墨烯粘胶复合纤维和64%棉纤维组成。
混纺层的上表面覆有碳纤维-聚醚型聚氨酯层，所述混纺层的下表面覆有丁烯酸酯-接枝淀粉层，所述碳纤维-聚醚型聚氨酯层的厚度为400μm，所述混纺层的厚度为0.2cm，所述丁烯酸酯-接枝淀粉层的厚度为600μm。
碳纤维-聚醚型聚氨酯层通过将碳纤维-聚醚型聚氨酯经过高温熔融后喷涂至混纺层上表面，丁烯酸酯-接枝淀粉层通过将丁烯酸酯-接枝淀粉高温熔融后喷涂至混纺层下表面。
混纺层由棉纤维梭织后，壳聚糖纤维与石墨烯粘胶复合纤维穿绕而成；棉纤维梭织的经纱为50支，纬纱为45支，经纬密度为108*58；壳聚糖纤维沿棉纤维梭织的经向穿绕，石墨烯粘胶沿棉纤维梭织的维向穿绕。
实施例2
本发明的一种防紫外线织物，其中棉纤维经过预处理，预处理的步骤为，
步骤一：取0.1mol/L的柠檬酸2.0mL与0.1mol/L的柠檬酸钠18.0mL配制成为pH为6.4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液；
步骤二：将棉纤维完全浸泡入缓冲溶液中，按照棉纤维：羟基羧酸质量比1:0.04向缓冲溶液中加入羟基羧酸，按照棉纤维：羧酸基甜菜碱质量比1:0.08向缓冲溶液中加入羧酸基甜菜碱，浸泡30min；
步骤四：按照棉纤维：果胶酶：纤维素酶质量比1:0.05：0.02向缓冲液中加入果胶酶和纤维素酶，水浴加热至27℃，恒温搅拌5min后，按照棉纤维：脂肪酶质量比1:0.01向缓冲液中加入脂肪酶，水浴升温至32℃，恒温搅拌8min；
步骤五：将棉纤维取出放置在鼓风干燥箱中，在温度为105℃的条件下将棉纤维彻底烘干，将棉纤维放入液氮中超低温处理30min；
步骤六：将经过超低温处理的棉纤维放入温度为52℃的pH为6.4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，加热恢复至室温后放置在鼓风干燥箱中，在温度为105℃的条件下将棉纤维彻底烘干，得到经过预处理的棉纤维。
实施例3
本发明的一种防紫外线织物，石墨烯粘胶复合纤维通过以下步骤制备而成，
步骤一：按浓硫酸：石墨粉：硝酸钠质量比65:1：0.6在冰浴的条件下向浓硫酸中加入石墨粉和硝酸钠，搅拌溶解30min后，按照石墨粉：高锰酸钾质量比1:5，向混合溶液中加入高锰酸钾，搅拌10h后，按照浓硫酸：去离子水体积比1：1向混合溶液中加入去离子水，将混合物置于真空度为0.93的条件下，按照1.2℃/h的速率缓慢升温至52℃，保持52℃恒温继续搅拌22h后，按照浓硫酸比双氧水体积比1:0.1向混合溶液中加入双氧水，在52℃温度下搅拌2.5h后离心，将固液分离取固体，固体分别用5%的稀盐酸和去离子水冲洗，干燥后得到氧化石墨烯；
步骤二：将氧化石墨烯以1000mL/h的挤出速度在一字形模口的制备装置中挤出，于10℃的凝固液中停留凝固成氧化石墨烯水凝胶膜；
步骤三：称取一份氧化石墨烯水凝胶膜，按照氧化石墨烯水凝胶膜：粘胶纺丝原液摩尔比1:20将氧化石墨烯水凝胶膜与粘胶纺丝原液均匀混合，通过环境温度为27℃，环境湿度为43.6%，电压为11.4kV，接收距离为12cm的直流电场，进行静电纺丝，得到石墨烯粘胶复合纤维。
实施例4
本发明的一种防紫外线织物，碳纤维-聚醚型聚氨酯通过以下步骤制备而成，
步骤一：取一份甲氧基硅烷用适量甲醇稀释，取一份乙氧基硅烷用适量乙醇稀释，将稀释的甲氧基硅烷和稀释的乙氧基硅烷等比例混合，按照甲氧基硅烷：水摩尔比1:5向混合溶液中加入去离子水，加入乙酸调节溶液pH为5.1，常温搅拌至完全溶解；
步骤二：按照甲氧基硅烷：碳纤维摩尔比1:2向溶液中加入碳纤维，常温搅拌30min，放入鼓风干燥箱中，在温度为120℃的条件下烘干2h，制得碳纤维处理液；
步骤三：称取一份四氢呋喃均聚醚，加入适量甲醇作为溶液，按照四氢呋喃均聚醚：碳纤维摩尔比1:0.6向溶液中加入碳纤维处理液，加热至65℃，搅拌反应15min，按照四氢呋喃均聚醚：二苯基甲烷二异氰酸酯摩尔比1:0.1向溶液中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，加热回流反应5h，完全反应后，旋转蒸发仪蒸去溶剂，制得预聚体；
步骤四：取一份预聚体加热至85℃，按照预聚体：1,4-丁二醇摩尔比1:1向预聚体中加入1,4-丁二醇搅拌混合5min，在70kPa的压力条件下冷却至常温，得到碳纤维-聚醚型聚氨酯。
实施例5
本发明的一种防紫外线织物，丁烯酸酯-接枝淀粉通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份淀粉，取适量水作为溶剂，调节溶液pH为4.7，加入适量异丙醇配制成为淀粉质量分数为37%的悬浮液，搅拌30min；
步骤二：按照淀粉：NaOH质量比1:0.05向溶液中加入NaOH，加热升温至30℃，恒温搅拌30min，按照NaOH：烯丙基氯摩尔比1:1.2向溶液中缓慢滴加烯丙基氯，升温至50℃，恒温搅拌24h；
步骤三：过滤，取固体重新分散于体积比为18:82的蒸馏水-乙醇溶液中，用醋酸调节pH至7，抽滤后用适量蒸馏水洗涤，干燥得到烯丙基醚化淀粉；
步骤四：取一份烯丙基醚化淀粉，取适量水作为溶剂，配置成为质量分数为37%的悬浮液，用醋酸调节pH为4.2，通入氮气作为保护气；
步骤五：在保护气存在下按照烯丙基醚化淀粉：丁烯酸酯：丁烯酸：过氧化二叔丁基醚摩尔比1:1:1.5:1.2向溶液中同时缓慢滴加丁烯酸酯，丁烯酸和过氧化二叔丁基醚，常温搅拌3h，调节pH为7，过滤，取固体干燥制得丁烯酸酯-接枝淀粉。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防紫外线织物，其特征在于：包括混纺层，所述混纺层由16.3%壳聚糖纤维，19.7%石墨烯粘胶复合纤维和64%棉纤维组成。
2.如权利要求1所述的一种防紫外线织物，其特征在于：所述混纺层的上表面覆有碳纤维-聚醚型聚氨酯层，所述混纺层的下表面覆有丁烯酸酯-接枝淀粉层，所述碳纤维-聚醚型聚氨酯层的厚度为400μm，所述混纺层的厚度为0.2cm，所述丁烯酸酯-接枝淀粉层的厚度为600μm。
3.如权利要求1或2的一种防紫外线织物，其特征在于：所述棉纤维经过预处理，所述预处理的步骤为，
步骤一：取0.1mol/L的柠檬酸2.0mL与0.1mol/L的柠檬酸钠18.0mL配制成为pH为6.4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液；
步骤二：将棉纤维完全浸泡入缓冲溶液中，按照棉纤维：羟基羧酸质量比1:0.04向缓冲溶液中加入羟基羧酸，按照棉纤维：羧酸基甜菜碱质量比1:0.08向缓冲溶液中加入羧酸基甜菜碱，浸泡30min；
步骤四：按照棉纤维：果胶酶：纤维素酶质量比1:0.05：0.02向缓冲液中加入果胶酶和纤维素酶，水浴加热至27℃，恒温搅拌5min后，按照棉纤维：脂肪酶质量比1:0.01向缓冲液中加入脂肪酶，水浴升温至32℃，恒温搅拌8min；
步骤五：将棉纤维取出放置在鼓风干燥箱中，在温度为105℃的条件下将棉纤维彻底烘干，将棉纤维放入液氮中超低温处理30min；
步骤六：将经过超低温处理的棉纤维放入温度为52℃的pH为6.4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，加热恢复至室温后放置在鼓风干燥箱中，在温度为105℃的条件下将棉纤维彻底烘干，得到经过预处理的棉纤维。
4.如权利要求3所述的一种防紫外线织物，其特征在于：所述石墨烯粘胶复合纤维通过以下步骤制备而成，
步骤一：按浓硫酸：石墨粉：硝酸钠质量比65:1：0.6在冰浴的条件下向浓硫酸中加入石墨粉和硝酸钠，搅拌溶解30min后，按照石墨粉：高锰酸钾质量比1:5，向混合溶液中加入高锰酸钾，搅拌10h后，按照浓硫酸：去离子水体积比1：1向混合溶液中加入去离子水，将混合物置于真空度为0.93的条件下，按照1.2℃/h的速率缓慢升温至52℃，保持52℃恒温继续搅拌22h后，按照浓硫酸比双氧水体积比1:0.1向混合溶液中加入双氧水，在52℃温度下搅拌2.5h后离心，将固液分离取固体，固体分别用5%的稀盐酸和去离子水冲洗，干燥后得到氧化石墨烯；
步骤二：将氧化石墨烯以1000mL/h的挤出速度在一字形模口的制备装置中挤出，于10℃的凝固液中停留凝固成氧化石墨烯水凝胶膜；
步骤三：称取一份氧化石墨烯水凝胶膜，按照氧化石墨烯水凝胶膜：粘胶纺丝原液摩尔比1:20将氧化石墨烯水凝胶膜与粘胶纺丝原液均匀混合，通过环境温度为27℃，环境湿度为43.6%，电压为11.4kV，接收距离为12cm的直流电场，进行静电纺丝，得到石墨烯粘胶复合纤维。
5.如权利要求4所述的一种防紫外线织物，其特征在于：所述碳纤维-聚醚型聚氨酯层通过将碳纤维-聚醚型聚氨酯高温喷涂至混纺层上表面，所述丁烯酸酯-接枝淀粉层通过将丁烯酸酯-接枝淀粉高温喷涂至混纺层下表面。
6.如权利要求4或5所述的一种防紫外线织物，其特征在于：所述碳纤维-聚醚型聚氨酯通过以下步骤制备而成，
步骤一：取一份甲氧基硅烷用适量甲醇稀释，取一份乙氧基硅烷用适量乙醇稀释，将稀释的甲氧基硅烷和稀释的乙氧基硅烷等比例混合，按照甲氧基硅烷：水摩尔比1:5向混合溶液中加入去离子水，加入乙酸调节溶液pH为5.1，常温搅拌至完全溶解；
步骤二：按照甲氧基硅烷：碳纤维摩尔比1:2向溶液中加入碳纤维，常温搅拌30min，放入鼓风干燥箱中，在温度为120℃的条件下烘干2h，制得碳纤维处理液；
步骤三：称取一份四氢呋喃均聚醚，加入适量甲醇作为溶液，按照四氢呋喃均聚醚：碳纤维摩尔比1:0.6向溶液中加入碳纤维处理液，加热至65℃，搅拌反应15min，按照四氢呋喃均聚醚：二苯基甲烷二异氰酸酯摩尔比1:0.1向溶液中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，加热回流反应5h，完全反应后，旋转蒸发仪蒸去溶剂，制得预聚体；
步骤三：取一份预聚体加热至85℃，按照预聚体：1,4-丁二醇摩尔比1:1向预聚体中加入1,4-丁二醇搅拌混合5min，在70kPa的压力条件下冷却至常温，得到碳纤维-聚醚型聚氨酯。
7.如权利要求6所述的一种防紫外线织物，其特征在于：所述丁烯酸酯-接枝淀粉通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份淀粉，取适量水作为溶剂，调节溶液pH为4.7，加入适量异丙醇配制成为淀粉质量分数为37%的悬浮液，搅拌30min；
步骤二：按照淀粉：NaOH质量比1:0.05向溶液中加入NaOH，加热升温至30℃，恒温搅拌30min，按照NaOH：烯丙基氯摩尔比1:1.2向溶液中缓慢滴加烯丙基氯，升温至50℃，恒温搅拌24h；
步骤三：过滤，取固体重新分散于体积比为18:82的蒸馏水-乙醇溶液中，用醋酸调节pH至7，抽滤后用适量蒸馏水洗涤，干燥得到烯丙基醚化淀粉；
步骤四：取一份烯丙基醚化淀粉，取适量水作为溶剂，配置成为质量分数为37%的悬浮液，用醋酸调节pH为4.2，通入氮气作为保护气；
步骤五：在保护气存在下按照烯丙基醚化淀粉：丁烯酸酯：丁烯酸：过氧化二叔丁基醚摩尔比1:1:1.5:1.2向溶液中同时缓慢滴加丁烯酸酯，丁烯酸和过氧化二叔丁基醚，常温搅拌3h，调节pH为7，过滤，取固体干燥制得丁烯酸酯-接枝淀粉。
8.如权利要求7所述的一种防紫外线织物，其特征在于：所述混纺层由棉纤维梭织后，壳聚糖纤维与石墨烯粘胶复合纤维穿绕而成；所述棉纤维梭织的经纱为50支，纬纱为45支，经纬密度为108*58；所述壳聚糖纤维沿棉纤维梭织的经向穿绕，所述石墨烯粘胶沿棉纤维梭织的维向穿绕。
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