CN109880189A - 一种仪器设备用橡胶隔振垫材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,由以下组分组成:天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、改性填料、碳酸钙、碳酸镁、热塑性弹性体、氧化锌。本发明提供了一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,原料合理搭配,将天然橡胶和合成橡胶搭配使用,并通过特殊的改性填料的作用,最终制得的仪器设备用橡胶隔振垫材料具有很好的耐磨、耐老化、抗臭氧等性能,极具市场推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于橡胶加工技术领域,具体涉及一种仪器设备用橡胶隔振垫材料。
背景技术
隔振垫主要用在机床、冲剪床、锻压机床、电机、工程机械、通用机械、动力机械、轻纺机械和化工机械等较大的机器上,做为隔振用。共目的是减少振动公害及由振动引起的噪声,或提高机器的使用寿命。另一方面,用在精密机械、精密仪器和光学仪器上,主要是防止共它环境的振动,通过基础传递到仪器上,影响仪器的使用。橡胶隔振垫是现在应用比较广泛的一种隔振垫材料,但是现今的仪器设备用的橡胶隔振垫在仪器长期使用的过程中,会出现严重磨损、老化、开裂、剥落的现象,其隔振垫的使用寿命短,严重影响仪器设备的使用,给人们的生活带来极大的不便,因此,急需要开发一种耐老化、抗拉伸强度大的橡胶隔振垫材料。
《一种橡胶隔振垫及其制备方法》(申请号为201610818070.7)公开了一种橡胶隔振垫及其制备方法,本发明所述的橡胶隔振垫利用了废旧轮胎制成的再生胶,降低了产品成本,并且符合环保要求,但是本领域技术人员知晓,废旧轮胎在长期使用中,橡胶表面已失去活性,对其进行回收利用的时候,需要添加链终止剂、乳化剂、促进剂等来增强回收橡胶的使用性能,才能将其应用到橡胶隔振垫中,并发挥其性能,而本发明中只是将废旧大型轮胎在自动破碎机中进行破碎、筛选、粉碎、磨粉等简单常规的处理,对于回收轮胎橡胶的性能没有显著的改善,因此最终制得的隔振垫在实际应用中仍然存在使用性能不佳的现象。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种仪器设备用橡胶隔振垫材料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,由以下重量份组分组成:天然橡胶50~60份、硅橡胶20~26份、丁腈橡胶7~10份、改性填料14~20份、碳酸钙1~2份、碳酸镁0.7~0.9份、热塑性弹性体5~6份、氧化锌2~4份。
优选的,由以下重量份组分组成:天然橡胶55份、硅橡胶23份、丁腈橡胶8.5份、补强剂17份、碳酸钙1.5份、碳酸镁0.8份、热塑性弹性体5.5份、氧化锌3份。
进一步的,所述改性填料的制备,包括如下步骤:
(1)成分A的制备:
a. 称取相应重量份的酒石酸3~4份、蒲公英提取物0.4~0.6份、棉籽提取物0.5~0.7份、海桐提取物0.2~0.3份、聚山梨酯2~3份、蜂蜡3~4份共同加入到60~70℃的温水中,搅拌混匀后备用;
b. 将白炭黑放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理,辐照处理20~30min后取出备用;
c. 将操作b中所得的白炭黑和操作a中所得的溶液按照重量体积比为1~2g:8~20mL共同投入高压罐内,以30~40℃/min的速度将高压罐内的温度升至200~220℃,以0.03~0.04MPa/min的速度将高压罐内的压力升至2~3MPa,维压处理4~6min后,快速泄压至常温常压,抽滤,烘干至含水率为4~10%,得成分A;
(2)改性液的制备:
a. 将水温加热至50~60℃,然后将单硬脂酸甘油酯和铵磷脂按照重量比为3~4:0.7~0.8共同加入到温水中,以900~1000rpm的转速不断搅拌处理20~30min,再维持50~60℃条件保温10~20min备用;
b. 将钛酸酯偶联剂加入到操作a中的所得的液体中混合,加热保持液体内的温度为70~80℃,以300~400rpm的转速搅拌处理30~40min即可;
(3)研磨处理:
将步骤(1)中所得的成分A和稀土元素化合按照重量比为6~8:0.4~0.5共同投入珠磨机中进行研磨,以8000~10000rpm的转速研磨处理5~9min后得混合粉末;
(4)改性处理:
a. 将步骤(3)中所得的混合粉末投入步骤(2)中所得的改性液中进行浸泡处理,在频率为40~50kHz的超声波处理仪中搅拌处理40~50min后滤出;
b. 将操作a中滤出的混合粉末放入烘箱内进行干燥,干燥至含水率为4~8%即可。
进一步的,所述步骤(1)操作a中温水的重量份为70~80份。
进一步的,所述步骤(1)操作b中质子辐照处理时控制辐照的能量为180~190keV,束流为2~3×1013cm-2·s-1,注入量为1~2×1015 p/cm2。
进一步的,所述步骤(2)操作a中温水的重量份为单硬脂酸甘油酯的20~24倍。
进一步的,所述步骤(2)操作b中钛酸酯偶联剂与操作a中的所得的液体的重量体积比为:1~2g:35~45mL。
进一步的,所述器设备用橡胶隔振垫材料的制备,包括如下步骤:
(1)原料称取:
称取相应重量份的天然橡胶50~60份、硅橡胶20~26份、丁腈橡胶7~10份、改性填料14~20份、碳酸钙1~2份、碳酸镁0.7~0.9份、热塑性弹性体5~6份、氧化锌2~4份备用;
(2)混炼:
a. 将步骤(1)称取的天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡共同投入混炼机中,将混炼机中的温度升至130~140℃,混炼14~20min后,将混炼机中的温度降至室温备用;
b. 将步骤(1)中称取的改性填料、碳酸钙、碳酸镁、热塑性弹性体共同投入操作a的混炼机中混炼5~7min,混炼的温度为80~90℃;
c. 将步骤(1)中称取的氧化锌加入操作b的混炼机中搅拌混匀;
(3)挤出成型:
将步骤(2)中所得的混炼产物依次经过挤出和模压成型即可。
本发明在现今市场上存在的橡胶隔振垫的基础上进行了很大的改进,本发明将天然橡胶和合成橡胶搭配使用作为基体材料,在保留天然橡胶优异的综合性能的同时,利用合成橡胶的特殊性能来增强隔振垫的使用性能。本发明为了进一步提高橡胶隔振垫的使用性能,添加了一种特制的改性填料成分,白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能,所以在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑,以获得高质量的橡胶制品,但是在实际使用过程中,如果直接将白炭黑添加到密封材料的原料中,会存在与高分子聚合物间的相容结合性能不佳、易于团聚等问题,导致其改善性能大大降低,因此,本发明中的改性填料以白炭黑为基料,经过质子辐照的刻蚀作用,白炭黑表面发生轻微断裂,表面毛化,促进其与高分子化合物紧密结合,并为后续的操作奠定很好的基础,然后将处理后的白炭黑投入酒石酸、蒲公英提取物等制备的溶液中,在缓慢升温升压的过程中,溶液中的有效成分缓慢紧密结合到处理后的白炭黑的表面,提高白炭黑抗臭氧、耐热空气老化的能力;再将其与稀土元素化合物共同研磨后投入改性液中进行改性处理,在超声波的辅助作用下,稀土元素化合物在白炭黑的表面形成巨大的分子网状结构,有效的提高了其成品的抗拉伸强度,并进一步改善了其表面活性,提高其与基体材料的相容性。在混炼的过程中,改性填料与其他原料成分相互结合,显著地改善了橡胶隔振垫的耐磨、耐老化、抗臭氧等性能。
本发明相比现有技术具有以下优点:
本发明提供了一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,原料合理搭配,将天然橡胶和合成橡胶搭配使用,并通过特殊的改性填料的作用,最终制得的仪器设备用橡胶隔振垫材料具有很好的耐磨、耐老化、抗臭氧等性能,极具市场推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,由以下重量份组分组成:天然橡胶50份、硅橡胶20份、丁腈橡胶7份、改性填料14份、碳酸钙1份、碳酸镁0.7份、热塑性弹性体5份、氧化锌2份。
进一步的,所述改性填料的制备,包括如下步骤:
(1)成分A的制备:
a. 称取相应重量份的酒石酸3份、蒲公英提取物0.4份、棉籽提取物0.5份、海桐提取物0.2份、聚山梨酯2份、蜂蜡3份共同加入到60℃的温水中,搅拌混匀后备用;
b. 将白炭黑放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理,辐照处理20min后取出备用;
c. 将操作b中所得的白炭黑和操作a中所得的溶液按照重量体积比为1g:8mL共同投入高压罐内,以30℃/min的速度将高压罐内的温度升至200℃,以0.03MPa/min的速度将高压罐内的压力升至2MPa,维压处理4min后,快速泄压至常温常压,抽滤,烘干至含水率为4%,得成分A;
(2)改性液的制备:
a. 将水温加热至50℃,然后将单硬脂酸甘油酯和铵磷脂按照重量比为3:0.7共同加入到温水中,以900rpm的转速不断搅拌处理20min,再维持50℃条件保温10min备用;
b. 将钛酸酯偶联剂加入到操作a中的所得的液体中混合,加热保持液体内的温度为70℃,以300rpm的转速搅拌处理30min即可;
(3)研磨处理:
将步骤(1)中所得的成分A和稀土元素化合按照重量比为6:0.4共同投入珠磨机中进行研磨,以8000rpm的转速研磨处理5min后得混合粉末;
(4)改性处理:
a. 将步骤(3)中所得的混合粉末投入步骤(2)中所得的改性液中进行浸泡处理,在频率为40kHz的超声波处理仪中搅拌处理40min后滤出;
b. 将操作a中滤出的混合粉末放入烘箱内进行干燥,干燥至含水率为4%即可。
进一步的,所述步骤(1)操作a中温水的重量份为70份。
进一步的,所述步骤(1)操作b中质子辐照处理时控制辐照的能量为180keV,束流为2×1013cm-2·s-1,注入量为1×1015 p/cm2。
进一步的,所述步骤(2)操作a中温水的重量份为单硬脂酸甘油酯的20倍。
进一步的,所述步骤(2)操作b中钛酸酯偶联剂与操作a中的所得的液体的重量体积比为:1g:35mL。
进一步的,所述器设备用橡胶隔振垫材料的制备,包括如下步骤:
(1)原料称取:
称取相应重量份的天然橡胶50份、硅橡胶20份、丁腈橡胶7份、改性填料14份、碳酸钙1份、碳酸镁0.7份、热塑性弹性体5份、氧化锌2份备用;
(2)混炼:
a. 将步骤(1)称取的天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡共同投入混炼机中,将混炼机中的温度升至130℃,混炼14min后,将混炼机中的温度降至室温备用;
b. 将步骤(1)中称取的改性填料、碳酸钙、碳酸镁、热塑性弹性体共同投入操作a的混炼机中混炼5min,混炼的温度为80℃;
c. 将步骤(1)中称取的氧化锌加入操作b的混炼机中搅拌混匀;
(3)挤出成型:
将步骤(2)中所得的混炼产物依次经过挤出和模压成型即可。
实施例2
一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,由以下重量份组分组成:天然橡胶55份、硅橡胶23份、丁腈橡胶8.5份、补强剂17份、碳酸钙1.5份、碳酸镁0.8份、热塑性弹性体5.5份、氧化锌3份。
进一步的,所述改性填料的制备,包括如下步骤:
(1)成分A的制备:
a. 称取相应重量份的酒石酸3.5份、蒲公英提取物0.5份、棉籽提取物0.6份、海桐提取物0.25份、聚山梨酯2.5份、蜂蜡3.5份共同加入到65℃的温水中,搅拌混匀后备用;
b. 将白炭黑放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理,辐照处理25min后取出备用;
c. 将操作b中所得的白炭黑和操作a中所得的溶液按照重量体积比为1.5g:14mL共同投入高压罐内,以35℃/min的速度将高压罐内的温度升至210℃,以0.035MPa/min的速度将高压罐内的压力升至2.5MPa,维压处理5min后,快速泄压至常温常压,抽滤,烘干至含水率为7%,得成分A;
(2)改性液的制备:
a. 将水温加热至55℃,然后将单硬脂酸甘油酯和铵磷脂按照重量比为3.5:0.75共同加入到温水中,以950rpm的转速不断搅拌处理25min,再维持55℃条件保温15min备用;
b. 将钛酸酯偶联剂加入到操作a中的所得的液体中混合,加热保持液体内的温度为75℃,以350rpm的转速搅拌处理35min即可;
(3)研磨处理:
将步骤(1)中所得的成分A和稀土元素化合按照重量比为7:0.45共同投入珠磨机中进行研磨,以9000rpm的转速研磨处理7min后得混合粉末;
(4)改性处理:
a. 将步骤(3)中所得的混合粉末投入步骤(2)中所得的改性液中进行浸泡处理,在频率为45kHz的超声波处理仪中搅拌处理45min后滤出;
b. 将操作a中滤出的混合粉末放入烘箱内进行干燥,干燥至含水率为6%即可。
进一步的,所述步骤(1)操作a中温水的重量份为75份。
进一步的,所述步骤(1)操作b中质子辐照处理时控制辐照的能量为185keV,束流为2.5×1013cm-2·s-1,注入量为1.5×1015 p/cm2。
进一步的,所述步骤(2)操作a中温水的重量份为单硬脂酸甘油酯的22倍。
进一步的,所述步骤(2)操作b中钛酸酯偶联剂与操作a中的所得的液体的重量体积比为:1.5g:40mL。
进一步的,所述器设备用橡胶隔振垫材料的制备,包括如下步骤:
(1)原料称取:
称取相应重量份的天然橡胶55份、硅橡胶23份、丁腈橡胶8.5份、改性填料17份、碳酸钙1.5份、碳酸镁0.8份、热塑性弹性体5.5份、氧化锌3份备用;
(2)混炼:
a. 将步骤(1)称取的天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡共同投入混炼机中,将混炼机中的温度升至135℃,混炼17min后,将混炼机中的温度降至室温备用;
b. 将步骤(1)中称取的改性填料、碳酸钙、碳酸镁、热塑性弹性体共同投入操作a的混炼机中混炼6min,混炼的温度为85℃;
c. 将步骤(1)中称取的氧化锌加入操作b的混炼机中搅拌混匀;
(3)挤出成型:
将步骤(2)中所得的混炼产物依次经过挤出和模压成型即可。
实施例3
一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,由以下重量份组分组成:天然橡胶60份、硅橡胶26份、丁腈橡胶10份、改性填料20份、碳酸钙2份、碳酸镁0.9份、热塑性弹性体6份、氧化锌4份。
进一步的,所述改性填料的制备,包括如下步骤:
(1)成分A的制备:
a. 称取相应重量份的酒石酸4份、蒲公英提取物0.6份、棉籽提取物0.7份、海桐提取物0.3份、聚山梨酯3份、蜂蜡4份共同加入到70℃的温水中,搅拌混匀后备用;
b. 将白炭黑放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理,辐照处理30min后取出备用;
c. 将操作b中所得的白炭黑和操作a中所得的溶液按照重量体积比为2g:20mL共同投入高压罐内,以40℃/min的速度将高压罐内的温度升至220℃,以0.04MPa/min的速度将高压罐内的压力升至3MPa,维压处理6min后,快速泄压至常温常压,抽滤,烘干至含水率为10%,得成分A;
(2)改性液的制备:
a. 将水温加热至60℃,然后将单硬脂酸甘油酯和铵磷脂按照重量比为4:0.8共同加入到温水中,以1000rpm的转速不断搅拌处理30min,再维持60℃条件保温20min备用;
b. 将钛酸酯偶联剂加入到操作a中的所得的液体中混合,加热保持液体内的温度为80℃,以400rpm的转速搅拌处理40min即可;
(3)研磨处理:
将步骤(1)中所得的成分A和稀土元素化合按照重量比为8:0.5共同投入珠磨机中进行研磨,以10000rpm的转速研磨处理9min后得混合粉末;
(4)改性处理:
a. 将步骤(3)中所得的混合粉末投入步骤(2)中所得的改性液中进行浸泡处理,在频率为50kHz的超声波处理仪中搅拌处理50min后滤出;
b. 将操作a中滤出的混合粉末放入烘箱内进行干燥,干燥至含水率为8%即可。
进一步的,所述步骤(1)操作a中温水的重量份为80份。
进一步的,所述步骤(1)操作b中质子辐照处理时控制辐照的能量为190keV,束流为3×1013cm-2·s-1,注入量为2×1015 p/cm2。
进一步的,所述步骤(2)操作a中温水的重量份为单硬脂酸甘油酯的24倍。
进一步的,所述步骤(2)操作b中钛酸酯偶联剂与操作a中的所得的液体的重量体积比为:2g:45mL。
进一步的,所述器设备用橡胶隔振垫材料的制备,包括如下步骤:
(1)原料称取:
称取相应重量份的天然橡胶60份、硅橡胶26份、丁腈橡胶10份、改性填料20份、碳酸钙2份、碳酸镁0.9份、热塑性弹性体6份、氧化锌4份备用;
(2)混炼:
a. 将步骤(1)称取的天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡共同投入混炼机中,将混炼机中的温度升至140℃,混炼20min后,将混炼机中的温度降至室温备用;
b. 将步骤(1)中称取的改性填料、碳酸钙、碳酸镁、热塑性弹性体共同投入操作a的混炼机中混炼7min,混炼的温度为90℃;
c. 将步骤(1)中称取的氧化锌加入操作b的混炼机中搅拌混匀;
(3)挤出成型:
将步骤(2)中所得的混炼产物依次经过挤出和模压成型即可。
对比例1
本对比例1与实施例2相比,在改性填料的制备中,省去步骤(1)中操作a蒲公英提取物、棉籽提取物、海桐提取物,除此外的方法步骤均相同。
对比例2
本对比例2与实施例2相比,在改性填料的制备中,省去步骤(1)中操作b的整个过程,除此外的方法步骤均相同。
对比例3
本对比例3与实施例2相比,在改性填料的制备中,省去步骤(3)中的稀土元素化合物,除此外的方法步骤均相同。
对比例4
本对比例4与实施例2 相比,在改性填料的制备中,省去步骤(4)中操作a中的超声处理,除此外的方法步骤均相同。
对比例5
本对比例5与实施例2相比,用等质量份未经处理的白炭黑替代改性填料,并省去改性填料的制备,除此外的方法步骤均相同。
对比例6
本对比例6与实施例2相比,省去改性填料的添加,并省去改性填料的制备,除此外的方法步骤均相同。
对照组:
申请号为:201610818070.7公开的一种橡胶隔振垫及其制备方法。
为了对比本发明效果,分别用例2、对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、对比例5、对比例6以及对照组的方法制橡胶隔振垫材料,按GB/T 3512的规定测定热空气老化性,老化条件:72℃,96h;然后按GB/T 528的规定测定老化前后拉伸强度;具体试验对比数据如下表1所示:
表1
由上表1可以看出,本发明提供了一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,原料合理搭配,将天然橡胶和合成橡胶搭配使用,并通过特殊的改性填料的作用,最终制得的仪器设备用橡胶隔振垫材料具有很好的耐磨、耐老化、抗臭氧等性能,极具市场推广应用价值。
Claims (8)
1.一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,其特征在于,由以下重量份组分组成:天然橡胶50~60份、硅橡胶20~26份、丁腈橡胶7~10份、改性填料14~20份、碳酸钙1~2份、碳酸镁0.7~0.9份、热塑性弹性体5~6份、氧化锌2~4份。
2.根据权利要求1所述一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,其特征在于,由以下重量份组分组成:天然橡胶55份、硅橡胶23份、丁腈橡胶8.5份、补强剂17份、碳酸钙1.5份、碳酸镁0.8份、热塑性弹性体5.5份、氧化锌3份。
3.根据权利要求1或2所述一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,其特征在于,所述改性填料的制备,包括如下步骤:
(1)成分A的制备:
a. 称取相应重量份的酒石酸3~4份、蒲公英提取物0.4~0.6份、棉籽提取物0.5~0.7份、海桐提取物0.2~0.3份、聚山梨酯2~3份、蜂蜡3~4份共同加入到60~70℃的温水中,搅拌混匀后备用;
b. 将白炭黑放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理,辐照处理20~30min后取出备用;
c. 将操作b中所得的白炭黑和操作a中所得的溶液按照重量体积比为1~2g:8~20mL共同投入高压罐内,以30~40℃/min的速度将高压罐内的温度升至200~220℃,以0.03~0.04MPa/min的速度将高压罐内的压力升至2~3MPa,维压处理4~6min后,快速泄压至常温常压,抽滤,烘干至含水率为4~10%,得成分A;
(2)改性液的制备:
a. 将水温加热至50~60℃,然后将单硬脂酸甘油酯和铵磷脂按照重量比为3~4:0.7~0.8共同加入到温水中,以900~1000rpm的转速不断搅拌处理20~30min,再维持50~60℃条件保温10~20min备用;
b. 将钛酸酯偶联剂加入到操作a中的所得的液体中混合,加热保持液体内的温度为70~80℃,以300~400rpm的转速搅拌处理30~40min即可;
(3)研磨处理:
将步骤(1)中所得的成分A和稀土元素化合按照重量比为6~8:0.4~0.5共同投入珠磨机中进行研磨,以8000~10000rpm的转速研磨处理5~9min后得混合粉末;
(4)改性处理:
a. 将步骤(3)中所得的混合粉末投入步骤(2)中所得的改性液中进行浸泡处理,在频率为40~50kHz的超声波处理仪中搅拌处理40~50min后滤出;
b. 将操作a中滤出的混合粉末放入烘箱内进行干燥,干燥至含水率为4~8%即可。
4.根据权利要求3所述一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,其特征在于,所述步骤(1)操作a中温水的重量份为70~80份。
5.根据权利要求3所述一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,其特征在于,所述步骤(1)操作b中质子辐照处理时控制辐照的能量为180~190keV,束流为2~3×1013cm-2·s-1,注入量为1~2×1015 p/cm2。
6.根据权利要求3所述一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,其特征在于,所述步骤(2)操作a中温水的重量份为单硬脂酸甘油酯的20~24倍。
7.根据权利要求3所述一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,其特征在于,所述步骤(2)操作b中钛酸酯偶联剂与操作a中的所得的液体的重量体积比为:1~2g:35~45mL。
8.根据权利要求1或2所述一种仪器设备用橡胶隔振垫材料,其特征在于,所述器设备用橡胶隔振垫材料的制备,包括如下步骤:
(1)原料称取:
称取相应重量份的天然橡胶50~60份、硅橡胶20~26份、丁腈橡胶7~10份、改性填料14~20份、碳酸钙1~2份、碳酸镁0.7~0.9份、热塑性弹性体5~6份、氧化锌2~4份备用;
(2)混炼:
a. 将步骤(1)称取的天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡共同投入混炼机中,将混炼机中的温度升至130~140℃,混炼14~20min后,将混炼机中的温度降至室温备用;
b. 将步骤(1)中称取的改性填料、碳酸钙、碳酸镁、热塑性弹性体共同投入操作a的混炼机中混炼5~7min,混炼的温度为80~90℃;
c. 将步骤(1)中称取的氧化锌加入操作b的混炼机中搅拌混匀;
(3)挤出成型:
将步骤(2)中所得的混炼产物依次经过挤出和模压成型即可。
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