CN117487083A - 一种纺织浆料组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了纺织浆料的制备领域，具体提供了一种纺织浆料组合物及其制备方法和应用，该纺织浆料组合物是在丙烯酸酯原料中加入了较高量的含氟丙烯酸酯单体以及利用已二酸和醋酸酐改性的淀粉，并添加了丙烯酸，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺等原料，在引发剂和链转移剂的作用下，制备得到纺织浆料组合物，通过原料的选择和各个原料配比的相互配合下，使得制备得到的纺织浆料组合物具有良好的耐磨性和成膜性，吸湿再粘性得到了很好的抑制，取得了意想不到的技术效果。其中，将含氟丙烯酸酯单体和改性淀粉引入聚合物主链上，明显提高了浆膜的物理性能，同时能够有效控制成本，提高环保性，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及了纺织浆料的制备领域，具体涉及了一种纺织浆料组合物及其制备方法和应用。
背景技术
在纺织品的织造过程中，机织物的经纱要进行上浆，通过在经纱表面施加浆料，使得浆液透入纤维之间，形成柔软、坚韧和富有弹性的均匀浆膜，从而提高经纱的可织性，使得纱织强韧度更大，强黏度更高。
目前，常用的纺织浆料主要是淀粉类、聚乙烯醇类和聚丙烯酸类。其中，淀粉类成本较低，环保性高，但是对纤维的粘附性较低，且存在浆膜脆硬的问题，一般需要与聚乙烯醇类浆料共同使用。聚乙烯醇类可以在纱线表面形成任性较好的膜层，但是该材料退浆较难且降解性较差，会带来较大的环境污染，实际应用中已经限制了聚乙烯醇浆料的使用。目前，聚丙烯酸酯类纺织浆料由于对纱线的粘着性较好，成膜性容易度高，成膜后柔韧性较佳，引起了广泛的关注和使用，但是丙烯酸酯浆料存在吸湿再粘严重、耐磨性能较差的问题。
因此，研究出一种耐磨性好，吸湿再粘性得到良好改善、成膜性好的丙烯酸酯类纺织浆料具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术缺少耐磨性好，吸湿再粘性得到良好改善、成膜性好的丙烯酸酯类纺织浆料的问题，本发明提供一种纺织浆料组合物及其制备方法和应用，该纺织浆料组合物具有良好的耐磨性和成膜性，吸湿再粘性得到了很好的抑制，制备方法简单，便于推广应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种纺织浆料组合物，按重量份计包括以下原料制备而成的，
改性淀粉10～20份；含氟丙烯酸酯单体30～50份；丙烯酸5～15份；丙烯酸甲酯5～10份；甲基丙烯酸羟乙酯8～15份；丙烯酰胺3～6份；引发剂3～5份；链转移剂3～5份；水15～25份；
其中，所述改性淀粉是利用己二酸和醋酸酐进行改性得到的。
本发明提供的纺织浆料组合物，是在丙烯酸酯原料中加入了较高量的含氟丙烯酸酯单体以及利用已二酸和醋酸酐改性的淀粉，并添加了丙烯酸，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺等原料，在引发剂和链转移剂的作用下，制备得到纺织浆料组合物，通过原料的选择和各个原料配比的相互配合下，使得制备得到的纺织浆料组合物具有良好的耐磨性和成膜性，吸湿再粘性得到了很好的抑制，取得了意想不到的技术效果。其中，将含氟丙烯酸酯单体和改性淀粉引入聚合物主链上，明显提高了浆膜的物理性能，同时能够有效控制成本，提高环保性，便于推广应用。
进一步的，改性淀粉包括以下步骤制备得到的：
S1、将淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.08～0.12％淀粉质量的己二酸和5％～8％淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应3-5h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
进一步的，S1中，淀粉是木薯淀粉和玉米淀粉中的至少一种。
进一步的，含氟丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯中的至少一种。
进一步的，改性淀粉与含氟丙烯酸酯单体的重量比为0.3～0.6：1。经过发明人大量的研究试验探索发现，改性淀粉与含氟丙烯酸酯单体的添加了是影响纺织浆料性能的关键性因素，比例过小或过大，都会使得浆料性能明显降低。优选地，改性淀粉与含氟丙烯酸酯单体的重量比为0.4～0.5：1。
进一步的，所述引发剂是偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。
进一步的，所述链转移剂为十二烷基硫醇和正辛硫醇中的至少一种。
本发明的另一目的是为了提供上述纺织浆料组合物的制备方法。
一种上述的纺织浆料组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至120℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加40％～60％的引发剂，反应8h以上，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持75～80℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌2～3h，得到纺织浆料组合物。
本申请提供的纺织浆料组合物的制备方法，首先将改性淀粉溶于热水中，然后将其他原料在反应装置内进行高温反应，之后将改性淀粉和高温反应后的溶液在75-80℃下，加入引发剂进行改性反应，最终得到纺织浆料，该制备方法操作简单，便于控制，性能较高。
进一步的，所述步骤2中，加热至120-150℃。
进一步的，所述步骤2中，反应8-12h。
一种上述的纺织浆料组合物在纺织纤维类的上浆中的应用。
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.本发明提供的纺织浆料组合物，是在丙烯酸酯原料中加入了较高量的含氟丙烯酸酯单体以及利用已二酸和醋酸酐改性的淀粉，并添加了丙烯酸，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺等原料，在引发剂和链转移剂的作用下，制备得到纺织浆料组合物，通过原料的选择和各个原料配比的相互配合下，使得制备得到的纺织浆料组合物具有良好的耐磨性和成膜性，吸湿再粘性得到了很好的抑制，取得了意想不到的技术效果。其中，将含氟丙烯酸酯单体和改性淀粉引入聚合物主链上，明显提高了浆膜的物理性能，同时能够有效控制成本，提高环保性，便于推广应用。
2.本申请提供的纺织浆料组合物的制备方法，首先将改性淀粉溶于热水中，然后将其他原料在反应装置内进行高温反应，之后将改性淀粉和高温反应后的溶液在75-80℃下，加入引发剂进行改性反应，最终得到纺织浆料，该制备方法操作简单，便于控制，性能较高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
制备改性淀粉
S1、将木薯淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.1％木薯淀粉质量的己二酸和6％木薯淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应4h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
改性淀粉18份；甲基丙烯酸十三氟辛酯40份；丙烯酸10份；丙烯酸甲酯8份；甲基丙烯酸羟乙酯10份；丙烯酰胺4份；偶氮二异丁腈4份；十二烷基硫醇4份；水20份。
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至130℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加50％的引发剂，反应10h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持80℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌2h，得到纺织浆料组合物。
实施例2
制备改性淀粉
S1、将玉米淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.08％淀粉质量的己二酸和5％淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应5h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
改性淀粉10份；甲基丙烯酸十二氟庚酯30份；丙烯酸5份；丙烯酸甲酯5份；甲基丙烯酸羟乙酯8份；丙烯酰胺3份；偶氮二异庚腈3份；正辛硫醇3份；水15份。
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至120℃，然后向反应装置内缓慢滴加40％的引发剂，反应12h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持75℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌3h，得到纺织浆料组合物。
实施例3
制备改性淀粉
S1、将玉米淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.12％淀粉质量的己二酸和8％淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应3h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
改性淀粉20份；甲基丙烯酸十三氟辛酯50份；丙烯酸15份；丙烯酸甲酯10份；甲基丙烯酸羟乙酯15份；丙烯酰胺6份；偶氮二异丁腈5份；十二烷基硫醇5份；水25份。
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至150℃，然后向反应装置内缓慢滴加60％的引发剂，反应8h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持75℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌3h，得到纺织浆料组合物。
实施例4
制备改性淀粉
S1、将玉米淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.09％淀粉质量的己二酸和7％淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应4.5h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
改性淀粉15份；甲基丙烯酸十三氟辛酯15份；甲基丙烯酸十二氟庚酯15份；含氟丙烯酸酯单体35份；丙烯酸12份；丙烯酸甲酯6份；甲基丙烯酸羟乙酯12份；丙烯酰胺6份；偶氮二异丁腈2份；偶氮二异庚腈2份；十二烷基硫醇2份；正辛硫醇2份；水20份。
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至140℃，然后向反应装置内缓慢滴加60％的引发剂，反应8h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持80℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌2.5h，得到纺织浆料组合物。
对比例1
对比例1相比实施例1，未添加改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
甲基丙烯酸十三氟辛酯50份；丙烯酸5份；丙烯酸甲酯10份；甲基丙烯酸羟乙酯11份；丙烯酰胺4份；偶氮二异丁腈4份；十二烷基硫醇4份；水20份。
将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至130℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加50％的引发剂，反应10h，得到纺织浆料组合物。
对比例2
对比例2相比实施例1未添加含氟丙烯酸酯单体。
制备改性淀粉
S1、将木薯淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.1％木薯淀粉质量的己二酸和6％木薯淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应4h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
改性淀粉18份；甲基丙烯酸辛酯40份；丙烯酸10份；丙烯酸甲酯8份；甲基丙烯酸羟乙酯10份；丙烯酰胺4份；偶氮二异丁腈4份；十二烷基硫醇4份；水20份。
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至130℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加50％的引发剂，反应10h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持80℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌2h，得到纺织浆料组合物。
对比例3
对比例3相比实施例1，未对淀粉进行改进，采用的是原淀粉。
制备纺织浆料组合物
木薯淀粉18份；甲基丙烯酸十三氟辛酯40份；丙烯酸10份；丙烯酸甲酯8份；甲基丙烯酸羟乙酯10份；丙烯酰胺4份；偶氮二异丁腈4份；十二烷基硫醇4份；水20份。
步骤1、将水加热，然后将木薯淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至130℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加50％的引发剂，反应10h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持80℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌2h，得到纺织浆料组合物。
对比例4
对比例4相比实施例1，改变了改性淀粉和含氟丙烯酸酯单体的添加比例为0.2：1。
制备改性淀粉
S1、将木薯淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.1％木薯淀粉质量的己二酸和6％木薯淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应4h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
改性淀粉10份；甲基丙烯酸十三氟辛酯48份；丙烯酸10份；丙烯酸甲酯8份；甲基丙烯酸羟乙酯10份；丙烯酰胺4份；偶氮二异丁腈4份；十二烷基硫醇4份；水20份。
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至130℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加50％的引发剂，反应10h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持80℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌2h，得到纺织浆料组合物。
对比例5
对比例5相比实施例1，改变了改性淀粉和含氟丙烯酸酯单体的添加比例约为0.8：1。
制备改性淀粉
S1、将木薯淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.1％木薯淀粉质量的己二酸和6％木薯淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应4h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
改性淀粉26份；甲基丙烯酸十三氟辛酯32份；丙烯酸10份；丙烯酸甲酯8份；甲基丙烯酸羟乙酯10份；丙烯酰胺4份；偶氮二异丁腈4份；十二烷基硫醇4份；水20份。
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至130℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加50％的引发剂，反应10h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持80℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌2h，得到纺织浆料组合物。
对比例6
对比例6相比实施例1改变了纺织浆料组合物的制备过程。
制备改性淀粉
S1、将木薯淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.1％木薯淀粉质量的己二酸和6％木薯淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应4h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
制备纺织浆料组合物
改性淀粉18份；甲基丙烯酸十三氟辛酯40份；丙烯酸10份；丙烯酸甲酯8份；甲基丙烯酸羟乙酯10份；丙烯酰胺4份；偶氮二异丁腈4份；十二烷基硫醇4份；水20份。
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至130℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加所有的引发剂，反应10h，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，得到纺织浆料组合物。
测试
(1)吸湿再粘性
分别取相同质量的实施例1-4以及对比例1-6制备的纺织浆料，烘干，制备成厚度为1mm，5×5cm大小的浆膜。
将浆膜放置于锡纸上，然后放入恒温恒湿箱中，保持90％的相对湿度和70℃的温度，十天后，观察浆膜黏附锡纸的情况并进行记录，记录结果如表1所示。
(2)浆膜耐磨性
采用纱线耐磨仪依次对实施例1-4以及对比例1-6制备的浆膜进行耐磨性能测试，具体测试结果如表1所示。
(3)浆纱伸长率
分别对实施例1-4以及对比例1-6制备的浆料进行涤棉经纱上浆，测试结果如表1所示。
表1纺织浆料组合物性能测试结果
从表1的测试结果可以看出，采用本申请提供的纺织浆料组合物，具有良好的耐磨性和成膜性，且吸湿再粘性得到了很好的抑制，整体下来成本较低，环保性高，取得了意想不到的技术效果。对比例1未添加改性淀粉，对比例2未添加含氟丙烯酸酯单体，使得纺织浆料组合物的性能明显下降；对比例3将改性淀粉换为淀粉，纺织浆料组合物的性能未得到明显的改善，对比例4和对比例5改变了改性淀粉和含氟丙烯酸酯单体的添加比例，研究发现，添加比例过大过小均会使得纺织浆料组合物的性能有所下降。
本发明提供的纺织浆料组合物，是在丙烯酸酯原料中加入了较高量的含氟丙烯酸酯单体以及利用已二酸和醋酸酐改性的淀粉，并添加了丙烯酸，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺等原料，在引发剂和链转移剂的作用下，制备得到纺织浆料组合物，通过原料的选择和各个原料配比的相互配合下，使得制备得到的纺织浆料组合物具有良好的耐磨性和成膜性，吸湿再粘性得到了很好的抑制，取得了意想不到的技术效果。其中，将含氟丙烯酸酯单体和改性淀粉引入聚合物主链上，明显提高了浆膜的物理性能，同时能够有效控制成本，提高环保性，制备方法简单，便于推广应用。
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 (10)
1.一种纺织浆料组合物，其特征在于，按重量份计包括以下原料制备而成的，
改性淀粉10～20份；含氟丙烯酸酯单体30～50份；丙烯酸5～15份；丙烯酸甲酯5～10份；甲基丙烯酸羟乙酯8～15份；丙烯酰胺3～6份；引发剂3～5份；链转移剂3～5份；水15～25份；其中，所述改性淀粉是利用己二酸和醋酸酐进行改性得到的。
2.根据权利要求1所述的纺织浆料组合物，其特征在于，改性淀粉包括以下步骤制备得到的：
S1、将淀粉加入水中搅拌溶解，得到浆料I；
S2、调整浆料I的pH至7～8，依次缓慢加入0.08～0.12％淀粉质量的己二酸和5％～8％淀粉质量的醋酸酐，搅拌条件下反应3-5h，得到浆料II；
S3、将浆料II依次进行过滤、洗涤、脱水和烘干处理，得到改性淀粉。
3.根据权利要求2所述的纺织浆料组合物，其特征在于，S1中，淀粉是木薯淀粉和玉米淀粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的纺织浆料组合物，其特征在于，含氟丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的纺织浆料组合物，其特征在于，改性淀粉与含氟丙烯酸酯单体的重量比为0.3～0.6：1。
6.根据权利要求1所述的纺织浆料组合物，其特征在于，改性淀粉与含氟丙烯酸酯单体的重量比为0.4～0.5：1。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的纺织浆料组合物，其特征在于，所述引发剂是偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的纺织浆料组合物，其特征在于，所述链转移剂为十二烷基硫醇和正辛硫醇中的至少一种。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的纺织浆料组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将水加热，然后将改性淀粉搅拌条件下缓慢加入热水中，得到溶液I；
步骤2、将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和链反应剂混合加入反应装置中，加热至120℃以上，然后向反应装置内缓慢滴加40％～60％的引发剂，反应8h以上，得到溶液II；
步骤3、将溶液I和溶液II混合，保持75～80℃下，将剩余的引发剂滴入，继续搅拌2～3h，得到纺织浆料组合物。
10.一种如权利要求9所述的纺织浆料组合物在纺织纤维类的上浆中的应用。
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