CN106519646A - 一种抑菌聚氨酯发泡塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于塑料领域，公开了一种抑菌聚氨酯发泡塑料及其制备方法，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120‑150份、聚酯多元醇100‑120份、聚苯乙烯20‑30份、芳纶浆粕15‑25份、马来酸酐1‑3份、三乙醇胺4‑6份、碳酸钙3‑5份、偶氮二甲酰胺3‑4份、聚醚改性硅油2‑3份、月桂氮酮2‑4份、茶粕10‑16份、烘干的丝瓜藤10‑20份、壳聚糖6‑10份、膨胀珍珠岩8‑12份、木质素磺酸钠0.3‑0.6份、丙酸钙4‑6份、氧化锌4‑6份、碳酸锂3‑5份、纯丙乳液10‑20份。本发明产品为微孔发泡塑料，气泡均匀，密度低，质量轻，具有良好的力学性能和抑菌性能。

Description

一种抑菌聚氨酯发泡塑料及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料技术领域，涉及一种抑菌聚氨酯发泡塑料，本发明还涉及该抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法。
背景技术
聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料，由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。由于含极强性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。
聚氨酯发泡塑料是一种较好的原材料，是由聚醚多元醇和异氰酸酯在发泡剂作用下制得的泡沫制品，具有优良的保温性能、力学性能、电学性能、声学性能和耐化学品性能等，广泛应用于机场、酒店、建材、汽车、园林美化、高档家具等领域。但是聚氨酯发泡塑料柔韧性较差，在特殊行业达不到要求。
而且现在环境污染严重，自然界中存在着各种各样的微生物，这些塑料制品在使用过程中易受细菌污染，不利于人们的身体健康，为了解决这方面的问题，抗菌塑料应运而生。由于抗菌塑料可以从根本上减少或者避免人与人、人与物、物与物之间细菌的交叉感染，具有抗菌功能的塑料制品普遍受到人们的重视和欢迎。一些研究结果显示，所用的抗菌材料要具有高效、光谱和长效抗菌以及耐热性好、安全性高等特点。
如何制备一种韧性好、力学性能优异、且具有长效抗菌性能的聚氨酯泡沫塑料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述提到的现有技术中的不足，提供一种抑菌聚氨酯发泡塑料及其制备方法，该抑菌聚氨酯发泡塑料为微孔塑料，气泡均匀，密度低，质量轻，具有良好的力学性能和抑菌性能。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抑菌聚氨酯发泡塑料，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120-150份、聚酯多元醇100-120份、聚苯乙烯20-30份、芳纶浆粕15-25份、马来酸酐1-3份、三乙醇胺4-6份、碳酸钙3-5份、偶氮二甲酰胺3-4份、聚醚改性硅油2-3份、月桂氮酮2-4份、茶粕10-16份、烘干的丝瓜藤10-20份、壳聚糖6-10份、膨胀珍珠岩8-12份、木质素磺酸钠0.3-0.6份、丙酸钙4-6份、氧化锌4-6份、碳酸锂3-5份、纯丙乳液10-20份。
进一步的，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120份、聚酯多元醇100份、聚苯乙烯20份、芳纶浆粕15份、马来酸酐1份、三乙醇胺4份、碳酸钙3份、偶氮二甲酰胺3份、聚醚改性硅油2份、月桂氮酮2份、茶粕10份、烘干的丝瓜藤10份、壳聚糖6份、膨胀珍珠岩8份、木质素磺酸钠0.3份、丙酸钙4份、氧化锌4份、碳酸锂3份、纯丙乳液10份。
进一步的，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯150份、聚酯多元醇120份、聚苯乙烯30份、芳纶浆粕25份、马来酸酐3份、三乙醇胺6份、碳酸钙5份、偶氮二甲酰胺4份、聚醚改性硅油3份、月桂氮酮4份、茶粕16份、烘干的丝瓜藤20份、壳聚糖10份、膨胀珍珠岩12份、木质素磺酸钠0.6份、丙酸钙6份、氧化锌6份、碳酸锂5份、纯丙乳液20份。
进一步的，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯135份、聚酯多元醇110份、聚苯乙烯25份、芳纶浆粕20份、马来酸酐2份、三乙醇胺5份、碳酸钙4份、偶氮二甲酰胺3.5份、聚醚改性硅油2.5份、月桂氮酮3份、茶粕13份、烘干的丝瓜藤15份、壳聚糖8份、膨胀珍珠岩10份、木质素磺酸钠0.5份、丙酸钙5份、氧化锌5份、碳酸锂4份、纯丙乳液15份。
优选的，聚酯多元醇为己二酸酯、聚己内酯、聚碳酸酯中的一种或多种。
本发明的另一目的是提供一种抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(2)将步骤(1)制得的混合粉末置于搅拌机中，加入壳聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)将膨胀珍珠岩粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为10-20％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡30min，洗涤至中性，干燥后，加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，备用；
(4)将步骤(1)制得的混合物料A、步骤(3)制得的超微粉与芳纶浆粕、马来酸酐、丙酸钙、氧化锌、碳酸锂、纯丙乳液加入高速混合机中，在150℃下以600-800r/min的速度搅拌30min，得混合物料B，备用；
(5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步骤(4)制得的混合物料B密闭混合均匀，得到混炼料；
(6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯发泡塑料。
进一步的，步骤(3)中氢氧化钠水溶液的质量分数为15％。
进一步的，步骤(6)中高速混合机的搅拌速度为700r/min。
进一步的，步骤(7)中发泡温度为250-260℃，发泡时间为10-15min，发泡压力为15-20MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明生产的抑菌聚氨酯发泡塑料的泡孔大小为微孔，微孔密度均匀，密度低，质量轻，以异氰酸酯和聚酯多元醇为主料，并添加了芳纶浆粕、聚苯乙烯，在秉承了传统聚氨酯发泡塑料材料优点的基础上，又进一步提高了聚氨酯的力学性能。
(2)本发明采用聚醚改性硅油与碳酸钙、偶氮二甲酰胺配合作用用于发泡，有助于气泡的形成，在发泡过程中可以控制泡沫的大小和均匀性，促使泡沫泡孔凝胶张力的平衡，使泡沫泡孔不易崩塌，提高聚碳酸酯材料的微孔密度，同时三乙醇胺还能平衡发泡的速度，它们相互配合作用，同时控制发泡温度、时间和发泡压力，使产品的泡孔为微孔，且微孔大小和分布均匀。
(3)丝瓜藤一般情况下属于农作物废弃物，然而其本身对常见菌种具有很好的抑菌活性，本发明通过将丝瓜藤烧存性后研末，与同样作为生产废弃物的茶粕用壳聚糖包覆后，与氧化锌、碳酸锂一起与改性的膨胀珍珠岩、芳纶浆粕、马来酸酐、纯丙乳液混合，引入到聚氨酯发泡塑料中，既可以改善上述物料在其他原料间的分散效果和相容性，又赋予了本产品一定的抑菌作用，同时丝瓜藤与茶粕还可以与氧化锌、碳酸锂、丙酸钙配合作用，可以在使本产品的抑菌性能更优异的基础上，还具有一定的防霉的功效。
(4)本发明制备的抑菌聚氨酯发泡塑料为微孔发泡塑料，气泡均匀，密度低，质量轻，是一种具有良好力学性能和抑菌性能的新型材料，且采用了较大比例的无机填料，降低了其生产成本，且在使用过程中受到冲击时能很好的消耗冲击能，不会产生塌陷，较传统的聚氨酯发泡塑料有很大提高，可广泛应用于多个领域。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
一种抑菌聚氨酯发泡塑料，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120份、聚己内酯100份、聚苯乙烯20份、芳纶浆粕15份、马来酸酐1份、三乙醇胺4份、碳酸钙3份、偶氮二甲酰胺3份、聚醚改性硅油2份、月桂氮酮2份、茶粕10份、烘干的丝瓜藤10份、壳聚糖6份、膨胀珍珠岩8份、木质素磺酸钠0.3份、丙酸钙4份、氧化锌4份、碳酸锂3份、纯丙乳液10份。
所述抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
(1)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(2)将步骤(1)制得的混合粉末置于搅拌机中，加入壳聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)将膨胀珍珠岩粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为10％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡30min，洗涤至中性，干燥后，加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，备用；
(4)将步骤(1)制得的混合物料A、步骤(3)制得的超微粉与芳纶浆粕、马来酸酐、丙酸钙、氧化锌、碳酸锂、纯丙乳液加入高速混合机中，在150℃下以600r/min的速度搅拌30min，得混合物料B，备用；
(5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步骤(4)制得的混合物料B密闭混合均匀，得到混炼料；
(6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡温度为250℃，发泡时间为15min，发泡压力为15MPa，发泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯发泡塑料。
实施例2
一种抑菌聚氨酯发泡塑料，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯150份、己二酸酯40份、聚碳酸酯80份、聚苯乙烯30份、芳纶浆粕25份、马来酸酐3份、三乙醇胺6份、碳酸钙5份、偶氮二甲酰胺4份、聚醚改性硅油3份、月桂氮酮4份、茶粕16份、烘干的丝瓜藤20份、壳聚糖10份、膨胀珍珠岩12份、木质素磺酸钠0.6份、丙酸钙6份、氧化锌6份、碳酸锂5份、纯丙乳液20份。
所述抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
(1)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(2)将步骤(1)制得的混合粉末置于搅拌机中，加入壳聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)将膨胀珍珠岩粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为20％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡30min，洗涤至中性，干燥后，加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，备用；
(4)将步骤(1)制得的混合物料A、步骤(3)制得的超微粉与芳纶浆粕、马来酸酐、丙酸钙、氧化锌、碳酸锂、纯丙乳液加入高速混合机中，在150℃下以800r/min的速度搅拌30min，得混合物料B，备用；
(5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步骤(4)制得的混合物料B密闭混合均匀，得到混炼料；
(6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡温度为260℃，发泡时间为10min，发泡压力为20MPa，发泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯发泡塑料。
实施例3
一种抑菌聚氨酯发泡塑料，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯135份、聚碳酸酯110份、聚苯乙烯25份、芳纶浆粕20份、马来酸酐2份、三乙醇胺5份、碳酸钙4份、偶氮二甲酰胺3.5份、聚醚改性硅油2.5份、月桂氮酮3份、茶粕13份、烘干的丝瓜藤15份、壳聚糖8份、膨胀珍珠岩10份、木质素磺酸钠0.5份、丙酸钙5份、氧化锌5份、碳酸锂4份、纯丙乳液15份。
所述抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
(1)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(2)将步骤(1)制得的混合粉末置于搅拌机中，加入壳聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)将膨胀珍珠岩粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为15％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡30min，洗涤至中性，干燥后，加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，备用；
(4)将步骤(1)制得的混合物料A、步骤(3)制得的超微粉与芳纶浆粕、马来酸酐、丙酸钙、氧化锌、碳酸锂、纯丙乳液加入高速混合机中，在150℃下以700r/min的速度搅拌30min，得混合物料B，备用；
(5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步骤(4)制得的混合物料B密闭混合均匀，得到混炼料；
(6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡温度为,260℃，发泡时间为15min，发泡压力为18MPa，发泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯发泡塑料。
实施例4
一种抑菌聚氨酯发泡塑料，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯150份、己二酸酯30份、聚己内酯60份、聚碳酸酯30份、聚苯乙烯30份、芳纶浆粕20份、马来酸酐2份、三乙醇胺5份、碳酸钙4份、偶氮二甲酰胺3.5份、聚醚改性硅油3份、月桂氮酮2份、茶粕13份、烘干的丝瓜藤20份、壳聚糖10份、膨胀珍珠岩8份、木质素磺酸钠0.4份、丙酸钙6份、氧化锌6份、碳酸锂4份、纯丙乳液15份。
所述抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
(1)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(2)将步骤(1)制得的混合粉末置于搅拌机中，加入壳聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)将膨胀珍珠岩粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为18％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡30min，洗涤至中性，干燥后，加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，备用；
(4)将步骤(1)制得的混合物料A、步骤(3)制得的超微粉与芳纶浆粕、马来酸酐、丙酸钙、氧化锌、碳酸锂、纯丙乳液加入高速混合机中，在150℃下以800r/min的速度搅拌30min，得混合物料B，备用；
(5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步骤(4)制得的混合物料B密闭混合均匀，得到混炼料；
(6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡温度为250℃，发泡时间为15min，发泡压力为20MPa，发泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯发泡塑料。
性能测试
本发明还对实施例1-4所制备的抑菌聚氨酯发泡塑料的性能进行了测试，测试结果如表1所示。
表1抑菌聚氨酯发泡塑料的性能测试结果
上述测试结果表明，本发明所制备的抑菌聚氨酯泡沫塑料泡孔结构较规则、泡孔致密，具有较低的导热系数，隔热性能、力学性能好。
本发明对实施例1-4所制备的抑菌聚氨酯发泡塑料的抑菌性能进行了测试，测试结果如表2所示。
表2抑菌聚氨酯发泡塑料抑菌性能测试结果
从表2中数据可以发现，本发明的抑菌聚氨酯发泡塑料具有良好的抑菌性能。
以上所述是本发明的优选实施方式，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择，或者对上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，通过任何合适的方式进行组合等，这些等效替换及辅助成分的添加、具体技术特征的组合等也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种抑菌聚氨酯发泡塑料，其特征在于，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120-150份、聚酯多元醇100-120份、聚苯乙烯20-30份、芳纶浆粕15-25份、马来酸酐1-3份、三乙醇胺4-6份、碳酸钙3-5份、偶氮二甲酰胺3-4份、聚醚改性硅油2-3份、月桂氮酮2-4份、茶粕10-16份、烘干的丝瓜藤10-20份、壳聚糖6-10份、膨胀珍珠岩8-12份、木质素磺酸钠0.3-0.6份、丙酸钙4-6份、氧化锌4-6份、碳酸锂3-5份、纯丙乳液10-20份。
2.如权利要求1所述的一种抑菌聚氨酯发泡塑料，其特征在于，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120份、聚酯多元醇100份、聚苯乙烯20份、芳纶浆粕15份、马来酸酐1份、三乙醇胺4份、碳酸钙3份、偶氮二甲酰胺3份、聚醚改性硅油2份、月桂氮酮2份、茶粕10份、烘干的丝瓜藤10份、壳聚糖6份、膨胀珍珠岩8份、木质素磺酸钠0.3份、丙酸钙4份、氧化锌4份、碳酸锂3份、纯丙乳液10份。
3.如权利要求1所述的一种抑菌聚氨酯发泡塑料，其特征在于，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯150份、聚酯多元醇120份、聚苯乙烯30份、芳纶浆粕25份、马来酸酐3份、三乙醇胺6份、碳酸钙5份、偶氮二甲酰胺4份、聚醚改性硅油3份、月桂氮酮4份、茶粕16份、烘干的丝瓜藤20份、壳聚糖10份、膨胀珍珠岩12份、木质素磺酸钠0.6份、丙酸钙6份、氧化锌6份、碳酸锂5份、纯丙乳液20份。
4.如权利要求1所述的一种抑菌聚氨酯发泡塑料，其特征在于，制成该抑菌聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯135份、聚酯多元醇110份、聚苯乙烯25份、芳纶浆粕20份、马来酸酐2份、三乙醇胺5份、碳酸钙4份、偶氮二甲酰胺3.5份、聚醚改性硅油2.5份、月桂氮酮3份、茶粕13份、烘干的丝瓜藤15份、壳聚糖8份、膨胀珍珠岩10份、木质素磺酸钠0.5份、丙酸钙5份、氧化锌5份、碳酸锂4份、纯丙乳液15份。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种抑菌聚氨酯发泡塑料，其特征在于，聚酯多元醇为己二酸酯、聚己内酯、聚碳酸酯中的一种或多种。
6.权利要求1-4任一项所述的一种抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(2)将步骤(1)制得的混合粉末置于搅拌机中，加入壳聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)将膨胀珍珠岩粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为10-20％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡30min，洗涤至中性，干燥后，加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，备用；
(4)将步骤(1)制得的混合物料A、步骤(3)制得的超微粉与芳纶浆粕、马来酸酐、丙酸钙、氧化锌、碳酸锂、纯丙乳液加入高速混合机中，在150℃下以600-800r/min的速度搅拌30min，得混合物料B，备用；
(5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步骤(4)制得的混合物料B密闭混合均匀，得到混炼料；
(6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯发泡塑料。
7.如权利要求5所述的一种抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中氢氧化钠水溶液的质量分数为15％。
8.如权利要求5所述的一种抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中高速混合机的搅拌速度为700r/min。
9.如权利要求5所述的一种抑菌聚氨酯发泡塑料的制备方法，其特征在于，步骤(7)中发泡温度为250-260℃，发泡时间为10-15min，发泡压力为15-20MPa。
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