CN106243529A - 一种新型高性能橡胶 - Google Patents

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CN106243529A CN201610820254.7A CN201610820254A CN106243529A CN 106243529 A CN106243529 A CN 106243529A CN 201610820254 A CN201610820254 A CN 201610820254A CN 106243529 A CN106243529 A CN 106243529A
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Abstract

本发明公开了一种新型高性能橡胶，包括以下原料：乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、二丁酯、糠醇树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、硫酸钡、高岭土、云母粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、微晶蜡、木质纤维素、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、硬脂酸、苯丙烯、聚合氯化铝、邻苯二甲酸二辛酯、2，2，4‑三甲基‑1，2‑二氢化喹啉聚合体、烷基丁二酰亚胺、聚磷酸铵、二茂铁、邻羟基苯甲酸苯酯、添加剂。本发明的新型高性能橡胶阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，既获得了优良的阻燃性能又保持了新型高性能橡胶较好的力学性能，是一种性能优的橡胶，可推广应用，有显著的经济和社会效益。

Description

一种新型高性能橡胶
【技术领域】
本发明属于橡胶制备技术及环保领域，具体涉及一种新型高性能橡胶。
【背景技术】
橡胶（Rubber）：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（Tg）低，分子量往往很大，大于几十万。
橡胶一词来源于印第安语cau-uchu，意为“流泪的树”。天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。1770年，英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦去铅笔字迹，当时将这种用途的材料称为rubber，此词一直沿用至今。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。20世纪60年代开发的热塑性橡胶，无需化学硫化，而采用热塑性塑料的加工方法成形。橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。是绝缘体，不容易导电，但如果沾水或不同的温度的话，有可能变成导体。导电是关于物质内部分子或离子的电子的传导容易情况。
现有橡胶存在着阻燃性及其他力学性能差，制备成本高等问题，如何解决成为了一种研究趋势。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种新型高性能橡胶，以解决现有橡胶阻燃性及其他力学性能差，制备成本高等问题。本发明的新型高性能橡胶阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，是一种性能优的新型高性能橡胶，制备成本低，可推广应用，有显著的经济和社会效益。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种新型高性能橡胶，以重量份为单位，包括以下原料：乙丙橡胶65-97份、聚氨酯橡胶44-58份、硅橡胶35-47份、二丁酯20-32份、糠醇树脂16-23份、丙三醇三甘油酸酯18-25份、丙烯酸硬脂酸酯10-15份、马来酸酐接枝16-24份、硫酸钡4-6份、高岭土7-12份、云母粉5-9份、十六烷基磺酸钙4-8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌5-14份、氯化聚乙烯12-17份、异戊二烯14-16份、微晶蜡15-25份、木质纤维素8-16份、二甲基硅油9-14份、碳纤维7-13份、聚酰胺纤维4-6份、羧乙基纤维素5-10份、气溶胶发生剂0.6-1份、环氧硅烷类偶联剂1.2-1.6份、硬脂酸0.5-0.8份、脂肪酸类活化剂0.4-0.7份、苯丙烯0.3-0.8份、聚合氯化铝1.2-1.6份、邻苯二甲酸二辛酯1.2-1.8份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体0.6-1.2份、N-亚硝基二苯胺0.7-1.4份、AG-212型耐磨剂0.5-1份、烷基丁二酰亚胺0.6-1.1份、聚磷酸铵2-3份、二茂铁1-2份、邻羟基苯甲酸苯酯1-1.5份、1010型抗氧化剂0.6-1份、肪酸类热稳定剂0.6-0.8份；
所述新型高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、二丁酯、糠醇树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、硫酸钡、高岭土、云母粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、微晶蜡、木质纤维素、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、气溶胶发生剂、环氧硅烷类偶联剂、硬脂酸、脂肪酸类活化剂、苯丙烯加入混合机中，在2000-4000r/min下搅拌捏合12-18min，制得混合物a；
S2：向步骤S1制得的混合物a中加入聚合氯化铝、邻苯二甲酸二辛酯，在微波功率为100-160W，温度为150-180℃，转速为300-500r/min下反应3-5h，制得混合物b；
S3：向步骤S2制得的混合物b中加入2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、N-亚硝基二苯胺、AG-212型耐磨剂、烷基丁二酰亚胺、聚磷酸铵、二茂铁、邻羟基苯甲酸苯酯、1010型抗氧化剂、肪酸类热稳定剂，在微波功率为80-120W，温度为120-150℃，转速为200-400r/min下反应2-4h，制得混合物c；
S4：向步骤S3制得的混合物c加入双螺杆挤出机中，在温度为220-245℃，转速为400-600r/min 的条件下熔融挤出，通过水槽拉条并在切粒机中造粒，制得新型高性能橡胶。
优选地，步骤S1中所述捏合的转速为4000r/min，时间为12min。
优选地，步骤S2中所述微波功率为160W，温度为180℃，转速为500r/min下反应3h。
优选地，步骤S3中所述微波功率为120W，温度为150℃，转速为400r/min下反应2h。
优选地，步骤S4中所述熔融挤出的温度为245℃，转速为600r/min。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明的新型高性能橡胶具有高阻燃性能和抑烟效果，在高温下不会释放有毒有害物质，避免对人体的二次伤害；
（2）本发明的新型高性能橡胶阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，既获得了优良的阻燃性能又保持了新型高性能橡胶较好的力学性能，是一种性能优的新型高性能橡胶，制备成本低，可推广应用，有显著的经济和社会效益。
（3）本发明的新型高性能橡胶可广泛应用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品，阻燃效果好，无法燃烧及形成火焰，性能稳定可靠。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述新型高性能橡胶，以重量份为单位，包括以下原料：乙丙橡胶65-97份、聚氨酯橡胶44-58份、硅橡胶35-47份、二丁酯20-32份、糠醇树脂16-23份、丙三醇三甘油酸酯18-25份、丙烯酸硬脂酸酯10-15份、马来酸酐接枝16-24份、硫酸钡4-6份、高岭土7-12份、云母粉5-9份、十六烷基磺酸钙4-8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌5-14份、氯化聚乙烯12-17份、异戊二烯14-16份、微晶蜡15-25份、木质纤维素8-16份、二甲基硅油9-14份、碳纤维7-13份、聚酰胺纤维4-6份、羧乙基纤维素5-10份、气溶胶发生剂0.6-1份、环氧硅烷类偶联剂1.2-1.6份、硬脂酸0.5-0.8份、脂肪酸类活化剂0.4-0.7份、苯丙烯0.3-0.8份、聚合氯化铝1.2-1.6份、邻苯二甲酸二辛酯1.2-1.8份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体0.6-1.2份、N-亚硝基二苯胺0.7-1.4份、AG-212型耐磨剂0.5-1份、烷基丁二酰亚胺0.6-1.1份、聚磷酸铵2-3份、二茂铁1-2份、邻羟基苯甲酸苯酯1-1.5份、1010型抗氧化剂0.6-1份、肪酸类热稳定剂0.6-0.8份；
所述新型高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、二丁酯、糠醇树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、硫酸钡、高岭土、云母粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、微晶蜡、木质纤维素、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、气溶胶发生剂、环氧硅烷类偶联剂、硬脂酸、脂肪酸类活化剂、苯丙烯加入混合机中，在2000-4000r/min下搅拌捏合12-18min，制得混合物a；
S2：向步骤S1制得的混合物a中加入聚合氯化铝、邻苯二甲酸二辛酯，在微波功率为100-160W，温度为150-180℃，转速为300-500r/min下反应3-5h，制得混合物b；
S3：向步骤S2制得的混合物b中加入2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、N-亚硝基二苯胺、AG-212型耐磨剂、烷基丁二酰亚胺、聚磷酸铵、二茂铁、邻羟基苯甲酸苯酯、1010型抗氧化剂、肪酸类热稳定剂，在微波功率为80-120W，温度为120-150℃，转速为200-400r/min下反应2-4h，制得混合物c；
S4：向步骤S3制得的混合物c加入双螺杆挤出机中，在温度为220-245℃，转速为400-600r/min 的条件下熔融挤出，通过水槽拉条并在切粒机中造粒，制得新型高性能橡胶。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种新型高性能橡胶，以重量份为单位，包括以下原料：乙丙橡胶80份、聚氨酯橡胶50份、硅橡胶40份、二丁酯26份、糠醇树脂19份、丙三醇三甘油酸酯20份、丙烯酸硬脂酸酯12份、马来酸酐接枝20份、硫酸钡5份、高岭土10份、云母粉7份、十六烷基磺酸钙6份、二乙基二硫代氨基甲酸锌10份、氯化聚乙烯15份、异戊二烯15份、微晶蜡20份、木质纤维素12份、二甲基硅油12份、碳纤维10份、聚酰胺纤维5份、羧乙基纤维素8份、气溶胶发生剂0.8份、环氧硅烷类偶联剂1.4份、硬脂酸0.7份、脂肪酸类活化剂0.5份、苯丙烯0.6份、聚合氯化铝1.4份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体0.9份、N-亚硝基二苯胺1份、AG-212型耐磨剂0.8份、烷基丁二酰亚胺0.8份、聚磷酸铵2.5份、二茂铁1.5份、邻羟基苯甲酸苯酯1.2份、1010型抗氧化剂0.8份、肪酸类热稳定剂0.7份；
所述新型高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、二丁酯、糠醇树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、硫酸钡、高岭土、云母粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、微晶蜡、木质纤维素、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、气溶胶发生剂、环氧硅烷类偶联剂、硬脂酸、脂肪酸类活化剂、苯丙烯加入混合机中，在3000r/min下搅拌捏合15min，制得混合物a；
S2：向步骤S1制得的混合物a中加入聚合氯化铝、邻苯二甲酸二辛酯，在微波功率为130W，温度为170℃，转速为400r/min下反应4h，制得混合物b；
S3：向步骤S2制得的混合物b中加入2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、N-亚硝基二苯胺、AG-212型耐磨剂、烷基丁二酰亚胺、聚磷酸铵、二茂铁、邻羟基苯甲酸苯酯、1010型抗氧化剂、肪酸类热稳定剂，在微波功率为100W，温度为130℃，转速为300r/min下反应3h，制得混合物c；
S4：向步骤S3制得的混合物c加入双螺杆挤出机中，在温度为235℃，转速为500r/min的条件下熔融挤出，通过水槽拉条并在切粒机中造粒，制得新型高性能橡胶。
实施例2
一种新型高性能橡胶，以重量份为单位，包括以下原料：乙丙橡胶65份、聚氨酯橡胶44份、硅橡胶35份、二丁酯20份、糠醇树脂16份、丙三醇三甘油酸酯18份、丙烯酸硬脂酸酯10份、马来酸酐接枝16份、硫酸钡4份、高岭土7份、云母粉5份、十六烷基磺酸钙4份、二乙基二硫代氨基甲酸锌5份、氯化聚乙烯12份、异戊二烯14份、微晶蜡15份、木质纤维素8份、二甲基硅油9份、碳纤维7份、聚酰胺纤维4份、羧乙基纤维素5份、气溶胶发生剂0.6份、环氧硅烷类偶联剂1.2份、硬脂酸0.5份、脂肪酸类活化剂0.4份、苯丙烯0.3份、聚合氯化铝1.2份、邻苯二甲酸二辛酯1.2份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体0.6份、N-亚硝基二苯胺0.7份、AG-212型耐磨剂0.5份、烷基丁二酰亚胺0.6份、聚磷酸铵2份、二茂铁1份、邻羟基苯甲酸苯酯1份、1010型抗氧化剂0.6份、肪酸类热稳定剂0.6份；
所述新型高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、二丁酯、糠醇树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、硫酸钡、高岭土、云母粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、微晶蜡、木质纤维素、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、气溶胶发生剂、环氧硅烷类偶联剂、硬脂酸、脂肪酸类活化剂、苯丙烯加入混合机中，在2000r/min下搅拌捏合18min，制得混合物a；
S2：向步骤S1制得的混合物a中加入聚合氯化铝、邻苯二甲酸二辛酯，在微波功率为100W，温度为150℃，转速为300r/min下反应5h，制得混合物b；
S3：向步骤S2制得的混合物b中加入2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、N-亚硝基二苯胺、AG-212型耐磨剂、烷基丁二酰亚胺、聚磷酸铵、二茂铁、邻羟基苯甲酸苯酯、1010型抗氧化剂、肪酸类热稳定剂，在微波功率为80W，温度为120℃，转速为200r/min下反应4h，制得混合物c；
S4：向步骤S3制得的混合物c加入双螺杆挤出机中，在温度为220℃，转速为400r/min的条件下熔融挤出，通过水槽拉条并在切粒机中造粒，制得新型高性能橡胶。
实施例3
一种新型高性能橡胶，以重量份为单位，包括以下原料：乙丙橡胶 97份、聚氨酯橡胶58份、硅橡胶47份、二丁酯32份、糠醇树脂23份、丙三醇三甘油酸酯25份、丙烯酸硬脂酸酯15份、马来酸酐接枝24份、硫酸钡6份、高岭土12份、云母粉9份、十六烷基磺酸钙8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌14份、氯化聚乙烯17份、异戊二烯16份、微晶蜡25份、木质纤维素16份、二甲基硅油14份、碳纤维13份、聚酰胺纤维6份、羧乙基纤维素10份、气溶胶发生剂1份、环氧硅烷类偶联剂1.6份、硬脂酸0.8份、脂肪酸类活化剂0.7份、苯丙烯0.8份、聚合氯化铝1.6份、邻苯二甲酸二辛酯1.8份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体1.2份、N-亚硝基二苯胺1.4份、AG-212型耐磨剂1份、烷基丁二酰亚胺1.1份、聚磷酸铵3份、二茂铁2份、邻羟基苯甲酸苯酯1.5份、1010型抗氧化剂1份、肪酸类热稳定剂0.8份；
所述新型高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、二丁酯、糠醇树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、硫酸钡、高岭土、云母粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、微晶蜡、木质纤维素、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、气溶胶发生剂、环氧硅烷类偶联剂、硬脂酸、脂肪酸类活化剂、苯丙烯加入混合机中，在4000r/min下搅拌捏合12min，制得混合物a；
S2：向步骤S1制得的混合物a中加入聚合氯化铝、邻苯二甲酸二辛酯，在微波功率为160W，温度为180℃，转速为500r/min下反应3h，制得混合物b；
S3：向步骤S2制得的混合物b中加入2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、N-亚硝基二苯胺、AG-212型耐磨剂、烷基丁二酰亚胺、聚磷酸铵、二茂铁、邻羟基苯甲酸苯酯、1010型抗氧化剂、肪酸类热稳定剂，在微波功率为120W，温度为150℃，转速为400r/min下反应2h，制得混合物c；
S4：向步骤S3制得的混合物c加入双螺杆挤出机中，在温度为245℃，转速为600r/min的条件下熔融挤出，通过水槽拉条并在切粒机中造粒，制得新型高性能橡胶。
本实施例1-3制备的新型高性能橡胶经检测，其性能如下表所示：
实施例 防火等级 拉伸强度（MPa） 导热系数（w/m·k） 弯曲强度（MPa） 热变形温度（℃） 冲击强度（J/cm2）
1 V-1 316.35 1.87 257.53 277.67 0.91
2 V-1 307.07 1.84 248.87 272.43 0.84
3 V-1 325.36 1.89 261.34 281.32 0.93
由上表可知，本发明的新型高性能橡胶阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，既获得了优良的阻燃性能又保持了新型高性能橡胶较好的力学性能，是一种性能优的新型高性能橡胶，可推广应用，有显著的经济和社会效益。
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种新型高性能橡胶，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：乙丙橡胶65-97份、聚氨酯橡胶44-58份、硅橡胶35-47份、二丁酯20-32份、糠醇树脂16-23份、丙三醇三甘油酸酯18-25份、丙烯酸硬脂酸酯10-15份、马来酸酐接枝16-24份、硫酸钡4-6份、高岭土7-12份、云母粉5-9份、十六烷基磺酸钙4-8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌5-14份、氯化聚乙烯12-17份、异戊二烯14-16份、微晶蜡15-25份、木质纤维素8-16份、二甲基硅油9-14份、碳纤维7-13份、聚酰胺纤维4-6份、羧乙基纤维素5-10份、气溶胶发生剂0.6-1份、环氧硅烷类偶联剂1.2-1.6份、硬脂酸0.5-0.8份、脂肪酸类活化剂0.4-0.7份、苯丙烯0.3-0.8份、聚合氯化铝1.2-1.6份、邻苯二甲酸二辛酯1.2-1.8份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体0.6-1.2份、N-亚硝基二苯胺0.7-1.4份、AG-212型耐磨剂0.5-1份、烷基丁二酰亚胺0.6-1.1份、聚磷酸铵2-3份、二茂铁1-2份、邻羟基苯甲酸苯酯1-1.5份、1010型抗氧化剂0.6-1份、肪酸类热稳定剂0.6-0.8份；
所述新型高性能橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、二丁酯、糠醇树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、硫酸钡、高岭土、云母粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、微晶蜡、木质纤维素、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、气溶胶发生剂、环氧硅烷类偶联剂、硬脂酸、脂肪酸类活化剂、苯丙烯加入混合机中，在2000-4000r/min下搅拌捏合12-18min，制得混合物a；
S2：向步骤S1制得的混合物a中加入聚合氯化铝、邻苯二甲酸二辛酯，在微波功率为100-160W，温度为150-180℃，转速为300-500r/min下反应3-5h，制得混合物b；
S3：向步骤S2制得的混合物b中加入2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、N-亚硝基二苯胺、AG-212型耐磨剂、烷基丁二酰亚胺、聚磷酸铵、二茂铁、邻羟基苯甲酸苯酯、1010型抗氧化剂、肪酸类热稳定剂，在微波功率为80-120W，温度为120-150℃，转速为200-400r/min下反应2-4h，制得混合物c；
S4：向步骤S3制得的混合物c加入双螺杆挤出机中，在温度为220-245℃，转速为400-600r/min 的条件下熔融挤出，通过水槽拉条并在切粒机中造粒，制得新型高性能橡胶。
2.根据权利要求1所述的新型高性能橡胶，其特征在于，步骤S1中所述捏合的转速为4000r/min，时间为12min。
3.根据权利要求1所述的新型高性能橡胶，其特征在于，步骤S2中所述微波功率为160W，温度为180℃，转速为500r/min下反应3h。
4.根据权利要求1所述的新型高性能橡胶，其特征在于，步骤S3中所述微波功率为120W，温度为150℃，转速为400r/min下反应2h。
5.根据权利要求1所述的新型高性能橡胶，其特征在于，步骤S4中所述熔融挤出的温度为245℃，转速为600r/min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103881242A (zh) * 2014-03-31 2014-06-25 江苏德威新材料股份有限公司 一种高速电梯扁电缆用耐磨无卤阻燃弹性料及其制备方法

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