JPH0291126A - アルケニル基含有オルガノポリシロキサンの製造方法 - Google Patents

アルケニル基含有オルガノポリシロキサンの製造方法

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JPH0291126A
JPH0291126A JP63242898A JP24289888A JPH0291126A JP H0291126 A JPH0291126 A JP H0291126A JP 63242898 A JP63242898 A JP 63242898A JP 24289888 A JP24289888 A JP 24289888A JP H0291126 A JPH0291126 A JP H0291126A
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佐々木 正作
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの製
造方法に関するものである。
[従来の技術] 分子中にアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサ
ンはジメチルポリシロキサンと同様に公知であり、たと
えば讐alter NoLL:Chemistry a
nd Technology of Silicone
s(Academic Press 1968 )には
ビニル基などのアルケニル基を含有するオルガノポリシ
ロキサンが記載されている。
炭素原子数3以下のアルケニル基含有オルガノポリシロ
キサンはジメチルポリシロキサンの重合方法とほぼ同じ
条件で共重合できることが知られている。例えば、メチ
ルビニルシロキサン4量体およびジメチルシロキサン4
重量体は水酸化カリウム触媒を用いることにより、窒素
雰囲気下、重合温度120〜170℃、4〜8時間の条
件でシロキサン共重合体が製造される。
また、酸性白土触媒を用いることにより、窒素雰囲気下
、70〜110℃、10〜30時間の条件で該シロキサ
ン共重合体が製造されている。
また、25℃における粘度が310センチストークスの
炭素原子数4以上のアルケニル基含有オルガノポリシロ
キサンが、空気中でアルカリ触媒により共重合できるこ
とが知られている。
(特閏昭62−86061号#照)。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、炭素原子数4以上のアルケニル基含有オ
ルガノポリシロキサンを、窒素中で、水酸化カリウムな
どのアルカリ触媒を用いて製造すると、共重合中にゲル
化するということが分かった。また酸性白土などの酸触
媒を用いて該アルケニル基含有オルガノポリシロキサン
を製造すると、高粘度品での酸触媒を完全に除去するこ
とが困難であり、そのために耐熱性などが低下するとい
う欠点があった。また、25℃における粘度が500セ
ンチスト一クス以上の、炭素原子数4以上のアルケニル
基含有オルガノポリシロキサンは、アルカリ触媒の存在
下、空気中で共重合で、きないことが分かった。
そこで本発明者らは、かかる従来技術の問題点を解決す
べく鋭意検討を行った結果、本発明に至ったものである
。本発明は、上述した欠点を解消することを目的とし、
アルカリ触媒を用いて、ゲル化することなく、迅速に共
重合できるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの
製造方法を提供するものである。
[課題を解決するための手段とその作用コ上記した目的
は、 (A)平均組成式R’aSiO4,L(式中、R1は脂
肪族下飽和基を有しない一価炭化水素基、aは1.90
〜2,05の数で示される低分子量オルガノポリシロキ
サン および (8)平均組成式R2bR3SiO山二(式中、R2は
脂肪族不飽和基を有しない一価炭化水素基、bは0゜9
5〜2.00の数、 Cは0.50〜1.05の数、R
3は炭素原子数4〜8のアルケニル基で示されるアルケ
ニル基含有オルガノポリシロキサン をアルカリ触媒を用いて、酸素の存在下かつ実質的に二
酸化炭素の不存在下で共重合することを特徴とする、2
5℃において少なくとも500センチストークスの粘度
を有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの製
造方法により達成される。
これを説明するに、(A)成分のオルガノポリシロキサ
ンは平均組成式R1゜5i04.Lで示されるものであ
る。前記した式中、R1は脂肪族不飽和基を有しない一
価炭化水素基であり、これにはメチル基、エチル基、プ
ロピル基のようなアルキル基; フェニル基、ナフチル
基のようなアリール基; 2−フェニルエチル基、2−
フェニルプロピル基のようなアラルキル基:  3. 
3. 3−トリプルオロプロビル基のようなハロゲン原
子置換基があげられる。また分子中に少量の水酸基、ア
ルコキシ基が存在していてよい、aは1.90〜2.0
5の数である。
本成分のオルガノポリシロキサンの重合度は、少なくと
も3であればよく、上限は特に限定されないが、(B)
成分と共重合する際の反応性から好ましくは、3〜10
0である。また、分子構造は直鎖状、環状であってよい
本成分の具体例としては、両末端水酸基封鎖ジメチルポ
リシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、両末端ト
リメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末
端水酸基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、両末端水
酸基封鎖ジメチルシロキサンメチルフェニルシロキサン
共重合体がある。本成分は1種または2種以上の混合物
を使用してよい。
(B)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
は平均組成式R2bR3゜SiO仁上ユで示されるもの
である、前記した式中、R2は脂肪族不飽和基を有しな
い一価炭化水素基であり、これにはR1で例示したもの
があげられる。R3は炭素原子数4〜8のアルケニル基
であり、これには、−(CH2)2CH=CH2,−(
CH2)3CH= CH2゜−(C112)acH=c
lI2. −(CH2)6CH=C)+2゜が例示され
る。炭素原子数が8を越えるアルケニル基は、(A)成
分のオルガノポリシロキサンと共重しにくいという欠点
がある。また、炭素原子数4に満たないアルケニル基で
は、共重合して得られたアルケニル基含有オルガノポリ
シロキサンを白金系触媒の存在下でメチル水素ポリシロ
キサンと付加反応させた場合、反応速度が遅いという欠
点がある。
bは0.95〜2.00の数である。またCは0.50
〜1.05の数である。本成分の重合度は少なくとも3
であればよし、上限は特に限定されないが、(A)成分
と共重合する際の反応性から好ましくは3〜100であ
る。また分子構造は、直鎖状、環吠であってよい。
本成分の具体例としては、両末端水酸基封鎖メチル−5
−ヘキセニルポリシロキサン、両末端水酸基封鎖メチル
・3−へブテニルポリシロキサン、両末端水酸基封鎖メ
チル・7−オルガノポリシロキサン、メチル・3−へブ
テニルポリシロキサン環状体、メチル45−ヘキセニル
ポリシロキサン環状体、メチル・7−オクチニルボリシ
ロキサン環状体、1.3−ビス(5−へキセニル)−テ
トラメチルジシロキサン、両末端5−へキセニル・ジメ
チルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチル金3−
へブテニルシロキサン共重合体がある。本成分は1種ま
たは2種以上の混合物を使用してよい。
(A)成分と(8)成分の配合比は、共重合後のアルケ
ニル基含有オルガノポリシロキサンが25℃において少
なくとも500センチストークスの粘度となり、かつ1
分子中にアルケニル基が少なくとも2個存在するような
割合にすればよく、目的によって自由に変えることがで
き、特に限定されない。
本発明の製造方法で使用するアルカリ触媒は、公知のも
のでよく、水酸化カリウム、水酸化すトリウム、水酸化
リチウム、水酸化セシウムのようなアルカリ金属水酸化
物; ナトリウムトリメチルシラル−ト、カリウムトリ
メチルシラル−トのようなアルカリ金属シラル−トが具
体例としてあげられる。本成分の使用量は特に限定され
ないが、重合速度および重合後のアルカリ触媒の中和の
容易さなどの点から好ましくは(A)成分および(B)
成分のオルガノボリシロキ、サン合計100重量部に対
し、アルカリ金属自体として0.001〜0.05重量
部である。
本発明の製造方法は、前述した(A)成分のオルガノポ
リシロキサンおよび(B)成分のアルケニル基含有オル
ガノポリシロキサンをアルカリ触媒を用いて酸素の存在
下かつ実質的に二酸化炭素の不存在下で共重合するもの
である。これは酸素の存在下でないと、共重合中にゲル
化が起こり、また二酸化炭素の存在下では、共重合しな
いためである。
ここで「実質的に二酸化炭素の不存在下」とは、例えば
水酸化ナトリウム水溶液トラップにより、二酸化炭素を
除去できる程度を意味する。
「酸素の存在下」とは、酸素が存在する雰囲気下を意味
する。好ましくは、酸素を4容量%以上を含む不活性気
体の雰囲気下である。不活性気体としては窒素、ヘリウ
ム、ネオン、アルゴンが例示されるが、入手の容易さか
ら窒素が好ましい。また、本雰囲気として、空気中の水
分と二酸化炭素を除去したものを用いてよい。
共重合は(A)成分および(B)成分にアルカリ触媒を
添加した系を攪拌しながら、連続的に酸素を含む不活性
気体を注入する開放系で行ってよく、また、攪拌しなが
ら、密閉系で行ってよい。
しかし、密閉系の場合は重合容器中の空間の大きさによ
っても異なるが、連続的に注入する開放系よりは、酸素
濃度を上げた方が好ましい。
気体の圧力に特に制限はなく、常圧で充分である。
重合温度はアルカリ触媒の種類と添加量によって異なり
特に限定されないが、生産性を考慮すると80〜130
℃が好ましい。すなわち、80℃未満でも重合は可能で
あるが、重合に非常に長時間を必要とするため生産性が
低下する。
また130℃以上では、攪拌状態の影響を受は易く、攪
拌が不十分であるとゲル化が起き易い。
重合時間については、特に限定されないが、所望の粘度
に達するか粘度変化が平衡状態となるような時間でよい
。−船釣には3〜30時間である。また、共重合の際に
、トルエン、キシレンなどの有機溶媒や、少量のラジカ
ル反応禁止剤を添加してよい。
上述の通りにして得られたアルケニル基含有オルガノポ
リシロキサンは、何ら後処理を施すことなく使用に供す
ることができるが、一般には、これら生成物中に含まれ
るアルカリ触媒を中和することが、オルカッポリシロキ
サンの安定性の面から好ましい。中和剤としては公知の
ものでよく、酢酸、二酸化炭素(ドライアイス)塩化ア
ンモニウム、リン酸、ジメチルクロロシラン、トリメチ
ルクロロシランが例示される。
本発明の製造方法によって得られたアルケニル基含有オ
ルガノポリシロキサンは、(A)成分中のオルガノシロ
キサン単位および(B)成分中のオルガノシロキサン単
位よりなる共重合体である。
得られたアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの重
合度は、共重合する(A)成分と、(B)成分のトリオ
ルガノシロキシ基の量や、重合時間によって変り、25
℃における粘度が500センチストークスのものからガ
ム状のものまで得られる。(A)成分および/または(
B)成分中にトリオルガノシロキシ基が存在する場合得
られたアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの分子
構造は両末端がトリオルガノシロキシ基封鎖の鎖状とな
る。また(A)成分および/または(B)成分中にアル
コキシ基、水酸基が存在する場合、得られたアルケニル
基含有オルガノポリシロキサンの分子構造は、両末端が
アルコキシ基または水酸基封鎖の鎖状となったり、環状
体となる。
本発明の製造方法により得られたアルケニル基含有オル
ガノポリシロキサンは、アルケニル基の反応性が高いの
で、各種硬化性組成物の原料として利用可能である。
[実施例] 次に本発明を実施例により説明する。実施例中%とある
のは特に断りのない限り容量%を表し、粘度は25℃で
の値であり、またアルカリ触媒およびその中和剤の添加
fi(ppm)は、シロキサン全量に対する割合である
参考例1 1リツトルの攪拌装置付3つロフラスコに1゜5−ヘキ
サジエン307.5g(3,75モル)と塩化白金酸0
.025gを添加し攪拌した。
これにメチル水素ジクロロシラン172.5g(1,5
モル)を約1時間かけて滴下した。滴下後、76℃で2
時間攪拌しながら反応させた。
次に80℃、190 mmHgの条件で減圧蒸留を行な
い、252gのメチルφ5−へキセニルジクロロシラン
を得た。これをトルエン400gおよび水200.gの
混合液に添加して、よく攪拌し、加水分解させた。これ
を静置し、水層を除去した。残りのトルエン層に新しく
水200gを添加して、水洗し、水層を除去した。この
水洗操作を3回繰り返した。水洗後のトルエン層に炭酸
ナトリウム30g添加し、よく攪拌した後、口紙を用い
て口過した。次に加熱減圧下でトルエンを留去し粘度1
0センチストークスの液体164gを得た。
得られた液体はH−NMRおよび13C−NMRの分析
結果から両末端水酸基封鎖5−ヘキセニル・メチルポリ
シロキサンおよび5−へキセニル・メチルポリシロキサ
ン環状体の混合物であることが確認された。
実施例1〜2 実施例1として、1リツトルの攪拌装置付3つロフラス
コに環状ジメチルシロキサン4f1体97.5重量部と
参考例1により得られた5−へキセニル・メチルポリシ
ロキサン2.5重量部を投入した。これに酸素5%と窒
素ガス95%の混合ガスを連続的に注入しながら、水酸
化カリウム150 ppmを添加し、110〜115℃
の温度で5時間攪拌し、共重合させた。これを冷却後、
触媒の中和剤として酢酸250 ppmを添加しよく攪
拌した。次に120℃、5 mmHgの条件で揮発物を
留去し、可塑度1.59の生ゴム状の5−へキセニルメ
チルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体く試料1
)を得た(5−へキセニルメチルシロキサン単位1.3
2モル%、ジメチルシロキサン単位98.68モル%)
実施例2として、実施例1において、環状ジメチルシロ
キサン4量体を94.5重量部とし、また参考例】によ
り得られた5−ヘキセニル・メチルポリシロキサンを5
.5重量部としたものを同様に共重合させた結果、可籾
度1.50の生ゴム状の5−へキセニル・ジメチルポリ
シロキサン(試料2)が得られた(5−ヘキセニルメチ
ルシロキサン単位2.94モル%、ジメチルシロキサン
単位97.06モル%)。
試料1および2をトルエンに溶解させた結果、それぞれ
均一に溶解し、共重合中にゲル化のなかったことが確認
された。
比較例1および比較例2として、実施例1および実施例
2において酸素5%と窒素ガス95%の混合ガスの代わ
りに、窒素ガスのみを注入して、共重合を行った結果、
共重合中にゲル化し、またゲル化したオルガノポリシロ
キサンはトルエンに不溶であった。
参考例2 1リツトルの攪拌装置付3つロフラスコに1゜7−オク
タジエン495g(4,5モル)と塩化白金酸0.03
gを添加し攪拌した。これにメチル水素ジクロロシラン
172.5g(1,5モル)を約1. 5時間かけて滴
下した。滴下後、80℃まで上昇し、同温度で約2時間
攪拌しながら、反応させた0次に80℃、80 mm)
Igの条件で減圧蒸留を行ない284gのメチル・7−
オクチニルジクロロシランを得た。
これをトルエン400gおよび水200gの混合液に添
加し、よく攪拌し、加水分解させた。
これを静置し、水層を除去した。次にトルエン層に新し
く水200gを添加して水洗いし、水層を除去した。こ
の操作を3回繰り返した。水洗後のトルエン層に炭酸ナ
トリウム30gを添加し、よく攪拌した後、口紙を用い
て口過した。
次に加熱減圧下でトルエンを留去し粘度12センチスト
ークスの液体186gを得た。
得られた液体はH−N M Rおよび13C−NMRの
分析結果から両末端水酸基封鎖7−オクテニル・メチル
ポリシロキサンおよび7−へキセニル・メチルポリシロ
キサン環状体の混合物であることが確認された。
実M!、例3〜4 実施例3として、1リツトルの攪拌装置付3つロフラス
コに、環状ジメチルシロキサン4量体95重量部と参考
例2により得られたオクテニル・メチルポリシロキサン
を5重量部を投入した。これに5重量%水酸化ナトリウ
ム水溶液と塩化カルシウム管を通過させ、二酸化炭素お
よび水分を除去した空気を連続的に注入しながら、水酸
化カリウム1501)l1mを添加し、115〜120
℃の温度で6時間攪拌して、共重合させた。これを冷却
後、触媒の中和剤としてドライアイスを添加しよく攪拌
した。次に120℃、5 mm)Igの条件で揮発物を
留去し、可塑度1.52の生ゴム1大の7−オクチニル
メチルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体(試料
3)を得た。
実施例4として、実施例3において水酸化カリウムの代
りに水酸化ナトリウム160ppm添加し、120〜1
25℃で18時間重合した結果、可塑度1.48の生ゴ
ム状の7−オクチニルメチルシロキサン・ジメチルシロ
キサン共重合体(試料4)を得た。
試料3および4をトルエンに溶解させた結果、それぞれ
均一に溶解し、共重合中にゲル化のなかったことが確認
すれた。
比較例3として、参考例2の7−オクテニル・メチルポ
リシロキサンと同様の方法で調製した9−デセニル拳メ
チルポリシロキサンを用いて実施例3と同一条件で共重
合を試みたが、白濁したままで、共重合体が得られなか
った。
また比較例4として、実施例3において、5重量%水酸
化ナトリウム水溶液と塩化カルシウム管を通過させない
、二酸化炭素400 ppmを含む空気を連続的に注入
した他は全く同様に行った結果、36時間後も粘度が上
昇せず、共重合しなかった。
参考例3 1リツトルの攪拌装置付3つロフラスコにトルエン40
0gと白金と1. 3−ジビニル−1゜1、 3. 3
テトラメチルジシロキサンとの錯体を0.08g添加し
攪拌した。これを50〜55℃に昇温し、1.3−ブタ
ジェンガスを連続的に注入しながら、メチル水素ジクロ
ルシラン115g(1,0モル)を約1.5時間かけて
滴下し、その後約3時間かけて75℃まで徐々に昇温さ
せ、ざらに1時間反応させた。
次に室温まで冷却後、200gの水を添加し、よく攪拌
し、加水分解させた。これを静置し水層を除去した。残
りのトルエン層に新しく、水200gを添加して水洗し
、水層を除去した。
この水洗操作を3回繰り返した。水洗後のトルエン層に
炭酸ナトリウム20gを添加し、よく攪拌した後、口紙
で口過した。これを加熱減圧下、トルエンと未反応物を
留去し、粘度lOセンチストークスの液体129gを得
た。得られた液体はH−NMR,13C−NMR分析で
3−ブテニル・メチルポリシロキサンであることを確認
した。
実施例5 環状ジメチルシロキサン4量体94重量部と参考例3に
より得られたブテニル・メチルポリシロキサン4.5重
量部とデカメチルテトラシロキサン1. 5重量部を添
加し攪拌した。これに5重量%水酸化ナトリウム水溶液
と塩化カルシウム管を通過させ、二酸化炭素および水分
を除去した空気を連続的に注入しながら、水酸化カリウ
ム1 e o ppmを添加し、115〜120℃で6
時間攪拌して、共重合させた。これを冷却後、触媒の中
和剤として酢酸a o o pp+wを添加し、120
℃、5 mmHgの条件で揮発物を留去し、粘度350
0センチストークスのブテニルメチル・ジメチルポリシ
ロキサン(試料5)を得た。
試料5をトルエンに溶解させた結果、それぞれ均一に溶
解し共重合中にゲル化のなかったことが確認された。
比較例5として、実施例5において空気の代りに、窒素
ガスを用いて同様に共重合させた。
その結、果重合中にゲル化し、目的とするポリシロキサ
ンが得られなかった。
参考例4 1リツトルの攪拌装置付3つロフラスコに1゜5−ヘキ
サジエン410g(5モル)と塩化白金酸0.035g
を添加し攪拌した。これにテトラメチルジシロキサン1
34g(1モル)を80℃まで徐々に昇温させながら、
約1. 5時間かけて滴下し、さらに80℃で2時間反
応させた。これを80℃、3 o+mHgの条件で未反
応物を留去し、ジ(5−へキセニル)・テトラメチルジ
シロキサン178gを得た。これはH−N M R。
13cmNMRて目的物であることが確認された。
実施例6〜7 環状ジメチルシロキサン4量体98.55重量部と参考
例4で得られたジ(5−ヘキセニル)ψテトラメチルジ
シロキサン1.45重量部を添加し、これに5重量%水
酸化ナトリウム水溶液と塩化カルシウム管を通過させ、
二酸化炭素および水分を除去した空気を連続的に注入し
ながら、水酸化カリウム150 ppmを添加し、10
0〜105℃で7時間攪拌して、共重合させた。
冷却後、触媒の中和剤として酢酸300 ppmを添加
しよく攪拌した。これをフィルタープレスで口過後、1
20”CI 01mmHgの条件で揮発物を留去し、粘
度990センチストークスの両末端5−ヘキセニルジメ
チルシロキサン基封鎖ジメチルポリシロキサン(試料6
)を得た。
また実施例6において環状ジメチルシロキサン4量体と
ジ(5−へキセニル)・テトラメチルジシロキサンの配
合比をそれぞれ97.6重量部および2.4重量部に代
えて、同様に共重合させた結果粘度360センチストー
クスの両末端5−へキセニルジメチルシロキシ基封鎖ジ
メチルボリシロキサン(試料7)を得た。
試料6および試料7にメチル水素ポリシロキサンを添加
し、さらに白金とシロキサンの錯体を添加したところ、
いずれも速やかに硬化した。
これにより両末端にヘキセニル基が結合していることが
確認された。
実施例8 環状ジメチルシロキサン4量体90重量部、環状メチル
フェニルシロキサン4量体6.6重量部、参考例1によ
り得られた6−ヘキセニル・メチルポリシロキサン3重
量部、および参考例4により得られたジ(5−へキセニ
ル)・テトラメチルジシロキサン0. 5重量部添加し
、攪拌した。これに5%水酸化ナトリウムと塩化カルシ
ウム管を通過させ、二酸化炭素および水分を除去した空
気に窒素ガスを混合し、酸素15%を含む気体を連続的
に注入しながら水酸化カリウム1401111111を
添加し、 110〜115℃の温度で6時間攪拌し、共
重合した。
冷却後、触媒の中和剤として塩化アンモニウム水溶液を
添加し、よく攪拌した。これをフィルタープレスで口過
後、120℃、10vHgの条件で揮発物を留去し、粘
度9.600センチストークスの両末端6−ヘキジニル
ジメチルシロキシ基封鎖へキセニルメチルシロキサン・
フェニルメチルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合
体(試料8)を得た。試料8をトルエンに溶解させた結
果、均一に溶解し、共重合中にゲル化のなかったことが
確認された。
比較例6として、実施例8において酸素15%を含む気
体の代りに窒素ガスのみを用いて共重合した結果、途中
でゲル化し、共重合できなかった。
[発明の効果] 本発明のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの製
造方法は、(A)成分のオルガノポリシロキサンおよび
(8)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
をアルカリ触媒を用いて、酸素の存在下かつ実質的に二
酸化炭素の不存在下で共重合しているので、共重合中に
ゲル化することなく効率的に25℃において少なくとも
500センチストークスの粘度を有する、(A)成分の
オルガノシロキサン単位と(B)成分のオルガノシロキ
サン単位よりなるアルケニル基含有オルガノポリシロキ
サンを製造できるという特徴がある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (A)平均組成式R^1_aSiO[_4_−_a]_
    /_2(式中、R^1は脂肪族不飽和基を有しない一価
    炭化水素基、aは1.90〜2.05の数)で示される
    オルガノポリシロキサン および (B)平均組成式R^2_bR^3_cSiO[_4_
    −_b_−_c]_/_2(式中、R^2は脂肪族不飽
    和基を有しない一価炭化水素基、bは0.95〜2.0
    0の数、cは0.50〜1.05の数、R^3は炭素原
    子数4〜8のアルケニル基で示されるアルケニル基含有
    オルガノポリシロキサン をアルカリ触媒を用いて、酸素の存在下かつ実質的に二
    酸化炭素の不存在下で共重合することを特徴とする、2
    5C°において少なくとも500センチストークスの粘
    度を有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの
    製造方法。
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