1.阻燃剂的阻燃机理
阻燃剂的阻燃机理 阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的,如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。
多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。 1、吸热作用 任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的,如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量,那么火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少,燃烧反应就会得到一定程度的抑制。
在高温条件下,阻燃剂发生了强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容,使其在达到热分解温度前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。
这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性,提高其自身的阻燃能力。 2、覆盖作用 在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而达到阻燃目的。
如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
3、抑制链反应 根据燃烧的链反应理论,维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。
如含卤阻燃剂,它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。
4、不燃气体窒息作用 阻燃剂受热时分解出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用,阻止燃烧的继续进行,达到阻燃的作用。
5 燃烧和阻燃的机理 在3节及表3和表4中,我们论述了决定纺织品纤维固有燃烧行为的基本热参量。为了了解现有纺织品阻燃剂如何起作用以及更重要的--如何研发未来的阻燃剂,关键是更为深入地探索成纤聚合物的燃烧机理。
5.1 阻燃策略 图7所示为纺织品燃烧机理(作为一种反馈机理)的过程,在这种燃烧中,燃料(来自热降解或热解纤维)、热(来自引燃和燃烧)和氧(来自空气)均作为主要成分发挥作用。为了中断这种机理,人们提出了5种方式(a)~(e)。
阻燃剂可在其中的一种或多种方式下发挥作用。以下所列为各个阶段及相关的阻燃作用: a)除热; b)提高分解温度; c)减少可燃挥发物的形成,增加炭量; d)减少与氧的接触或稀释火焰; e)干扰火焰化学反应和/或提高燃料点燃温度(Tc); 熔解和/或降解和/或脱水需吸收大量的热(例如,在背涂层中含无机和有机磷的制剂、氢氧化铝或水化氧化铝)。
通常不为阻燃剂所利用;而在固有耐火和耐热纤维(如芳族聚酰胺纤维)中较常见。纤维素和羊毛中多数含磷、含氮的阻燃剂;在羊毛中的重金属络合物。
水合的及某些促炭阻燃剂可释放水;含卤素阻燃剂可释放卤化氢。含卤素阻燃剂,经常与氧化锑结合。
从上述内容可以看出,某些类阻燃剂可以在多种方式下发挥作用,多数有效的例子都是如此。此外,某些阻燃制剂可产生液相中间物,该中间物可湿润纤维表面,从而成为隔热和隔氧的屏障--广为接受的硼酸盐-硼酸混合物即可在这种方式下发挥作用。
此外,它还可促进成炭。为了简化化学阻燃行为之不同方式的分类,可以使用术语'凝聚'相和'气或蒸汽'相活动来区分它们。
二者都是复合项,前者包括上述的(a~c)方式,后者包括(d)和(e)方式。物理机理通常同时起作用,这些机理包括通过形成涂层来排除氧气和/或热量(方式d)、增加热容量(方式a)以及利用非易燃气体稀释或覆盖火焰(方式d)。
5.2 热塑性 纤维是否可以变软和/或熔化(由表3中的物理转化温度所界定)决定着它是否具有热塑性。热塑性因其相关的物理变化,可严重影响阻燃剂的行为。
传统的热塑性纤维(例如,聚酰胺、聚酯和聚丙烯)一收缩即可离开点燃火焰,从而避免被点燃:这使它们表面上显现出阻燃性。事实上,如果收缩受阻,它们便会猛烈燃烧。
这种所谓的支架效应可在聚酯-棉以及类似的混纺织物上看到,即熔融聚合物熔化到非热塑性棉上并被点燃。类似的效应也可在由热塑性和非热塑性成分组成的复合纺织品上看到。
随着上述效应而来的是熔滴(通常是有焰熔滴)问题,这种滴淌虽可移除焰锋的热并促使火焰熄灭(因而可以'通过'垂直火焰试验),但却能使位于其下的表面(如地毯或皮肤)发生燃烧或二次点燃。 多数在批量生产期间或作为整理剂施用于传统合成纤维上的阻燃剂通常都是通过增强熔融滴淌和/或促助有焰熔滴熄灭两种方式发挥作用的。
迄今为止,任何手段都不能降低热塑性并大量促进成炭,经阻燃处理的纤维素(包括粘胶纤维)的情况就是如此。 5.3 阻燃机理和成炭 按(d)。
2.阻燃剂的阻燃机理
阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的,如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
1、吸热作用
任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的,如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量,那么火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少,燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下,阻燃剂发生了强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容,使其在达到热分解温度前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性,提高其自身的阻燃能力。
2、覆盖作用
在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而达到阻燃目的。如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
3、抑制链反应
根据燃烧的链反应理论,维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂,它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,干扰燃烧的链反应进行。
4、不燃气体窒息作用
阻燃剂受热时分解出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用,阻止燃烧的继续进行,达到阻燃的作用。
3.阻燃剂的阻燃机理原理分别是什么
阻燃剂的阻燃原理塑料阻燃剂的阻燃原理塑料阻燃剂的阻燃原理: 1、产生一种能窒熄火焰的气体。
例如三氧化二锑,它在PVC中遇到因燃烧产生HCL时能与之反应生成一种窒熄性气体,即锑的氮氧化物,从而起到阻燃的效果。 2、吸收燃烧时产生的热量,起冷却、减慢燃烧速率的作用。
例如氢氧化铝,它分子中所含化学结合水的比例高达34%,这种结合水在大多数塑料的加工温度下保持稳定,但超过200℃时开始分解,释放出水蒸汽。而且每分解一克分子氢氧化铝,要吸收36千卡热量。
3、提供一层与氧气隔绝的隔离层,因隔绝了氧气而自熄,如磷酸酯类阻燃剂燃烧时生成的磷化物即是隔氧的隔离层。 4、生成可与塑料起反应的游离基,它们与塑料的反应产物能起阻燃作用。
又称难燃剂,耐火剂或防火剂:赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂;依应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。根据组成,添加型阻燃剂主要包括无机阻燃剂、卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)、磷系阻燃剂(赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等)和氮系阻燃剂等。
反应型阻燃剂多为含反应性官能团的有机卤和有机磷的单体。此外,具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴。
主要适用于有阻燃需求的塑料,延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧。使其点燃时间增长,点燃自熄,难以点燃。
4.阻燃机理
各物质阻燃机理:
聚磷酸铵:
膨胀型防火涂料,使防火涂料在火焰温度下膨胀起泡,在被覆盖基材上,受热脱水生成聚磷酸,使有机物表面脱水生成碳化膜,并产生大量的不燃气体,形成厚厚的泡沫绝热层,对基材起到绝热,隔绝空气而达到阻燃目的,生成膨胀泡沫层主要成份有:
碳化物质(碳源):主要是高碳水化合物,季戊四醇、双季戊四醇、淀粉等。
催化剂(磷酸源):含磷量高,有较高的但又低于碳化物质分解温度下分解出的聚磷酸,在基材上生成碳化膜。
发泡剂(气源):发泡剂释放出气体使碳化膜形成泡沫膨胀成很厚的碳化高效碳化层,发泡剂为三聚氰胺(蜜胺)、双氰胺和尿素等。
四溴双酚:
在添加了阻燃剂的材料燃烧时阻燃剂分解释放出溴化氢,溴化氢捕获传递燃烧链或自由基,生成活性较低的卤自由基从而减缓或中止燃烧,卤化氢和燃烧时生成的卤素自由基具有非挥发性和低迁移性,容易在燃烧的表面对氧气产生稀释作用从而也有利于阻止燃烧。
氢氧化镁:
氢氧化镁在受热时发生分解吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用;同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气,分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生,而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾,活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物,从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴,是一种新兴的环保型无机阻燃剂。
5.阻燃材料论文
据了解,不管是民用建筑还是工业用房,一旦发生火灾并造成人员死亡、伤残等严重后果的,不外乎是烧死、窒息致死、坠楼致死致残等,尤其以火灾窒息致死为主。
这就主要涉及建筑、装修、装饰等的材料,有些建筑不按相关的标准,使用可燃或易燃的有毒材料,在发生火灾时着火燃烧,并释放大量的有毒气体致使人员昏迷、晕倒而窒息死亡或者被烧死。因此,不管的民用住房还是工业用房特别是高层建筑,在选择建筑、装修材料的时候,应当选择防火阻燃材料,这样可以提高建筑的安全系数,确保生命和财产安全。
下面简单介绍几种防火阻燃材料: 一是硅酸铝系列产品。硅酸铝系列产品具有耐高温、导热率低、隔热性能好、氯离子指数低等特性。
在众多硅酸铝系列产品中,又具有各自的特点,可以为消费者提高多种选择。 1.硅酸铝耐火纤维制品,采用干法、温法等不同的生产工艺,具有较小体积密度、导热系数极低、质地柔软、富有弹性。
适用于各种工业窑炉保温,是优质的绝热保温材料,同时也是非常理想的节能保温材料。 2.硅酸铝纤维针刺毯,采用优质焦宝石,经电阻炉熔融,特殊拉丝,针刺成型,剪切加工成块状、卷状。
除了具有相应硅酸铝纤维的优良性能外,具有良好的抗拉强度,重量轻、热稳定性好,质地轻柔,可曲绕性,富有弹性,抗热震性优良,对不锈钢材设备、管道无腐蚀性。3.硅酸铝纤维绳,以硅酸铝纤维为芯材,以玻璃布为绳套编织而成,具有不燃、质轻、抗拉强度高,高温隔热、密封材料,韧性好等特点。
适用于设备、管道及阀门的保温绝热,防火门嵌等场合。另外,它还是致癌石棉绳的理想替代产品。
是玻璃棉系列。玻璃棉是由石灰石块、石英粉等矿物质在熔炉中熔化后经高速离心或喷射制拉制而成的人造无机纤维,再经成型设备制成各种制品。
经过测试验证,玻璃棉防火阻燃材料表现出极低的导热系数,无论在高温和低温环境均能保持良好的保温隔热性能。除此之外,还具有良好的吸声效果,不会燃烧,不会产生有毒气体,不会腐蚀、老化等特点。
另外,吸水性低,在潮湿环境下使用良好。 1.离心玻璃棉,将处于熔融状态的玻璃用离心喷吹法工艺进行纤维化喷涂热固性树脂制成的丝状材料,再经过热固化深加工处理,可制成具有多种用途的系列产品。
具有阻燃、无毒、耐腐蚀、容重小、导热系数低、化学稳定性强、吸湿率低、憎水性好等诸多优点。适用于建筑、化工、电子、电力、冶金、能源、交通等领域的保温隔热、吸声降噪,其效果十分显著。
2.离心玻璃棉板,离心棉经过固化处理后制成的具有一定强度的板材制品。无论在高温或低温环境中均能保持良好的保温隔热性能,主要用于高级建筑的内墙隔间,天花吊顶,铁皮风管或风箱内壁的保温,机房内的吸声降噪,金属天棚的流汗控制等。
3.耐高温玻璃棉,用特种原料及特殊加工制成的板材或卷毡产品,适用于电厂、化工、制药等行业及锅炉、反应釜、罐体、管道等较高温度介质的保温、隔热和降噪。 三是其他产品。
现在,消防产品市场日益发展,防火阻燃材料产品也是发展迅速,除了以上几种以外,还有其它很多产品可以供消费者选择的,根据不同的需要,不同的用途,可以有不同的选择。 1.陶瓷棉制品,采用优质焦石原料精选加工,高温熔化,喷制成纤维,具有轻且柔,防火,富有弹性,导热系数小,吸音性能好,耐化学腐蚀等优良特性。
2.无石棉抹面层材料,具有保温性能好、施工方便,适用于各种管道和锅9 7 3 1 2 4 8 : 炉道路等,是致癌石棉抹面材料的替代产品。 3.高温粘合剂,由耐火填料、载液、分散剂、无机结合剂配制成的一种无机粘合剂,是一种新型粘合材料,经过化学反应,精制而成的液状胶体。
具有良好的抗冻性、耐高温、粘结速度快、易施工等特点。适用于各种保温板材粘结,是炉顶密封工程保温材料施工时必备的粘结材料,长期使用不脱落。
4.矿、岩棉制品,是一种不燃轻质的优质防火绝热,保温隔音材料。具有容重轻、导热系数小、吸音好、不燃、不同使用温度范围广,使用时间长等优点。
适用于于钢结构厂房屋顶及墙内,防火隔墙内填充,各种管道设备的保温隔热隔音。随着科技的发展,有更多的防火阻燃材料产品可以提供给大家选择。
在选择阻燃材料时,大家选择的产品应当具备以下的特点:一是不会燃烧;二是能耐高温,导热性差;三是无毒,不会燃烧释放有毒气体;四是使用方便、安全等。
6.阻燃剂的阻燃机理是什么
阻燃剂,赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂,主要是针对高分子材料的阻燃设计的;阻燃剂有多种类型,按使用方法分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中,使聚合物具有阻燃性的,目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂,卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)和非卤。有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝,硅系等阻燃体系。
反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应,因此使聚合物本身含有阻燃成分的,其优点是对聚合物材料使用性能影响较小,阻燃性持久。
7.阻燃机理
各物质阻燃机理:聚磷酸铵:膨胀型防火涂料,使防火涂料在火焰温度下膨胀起泡,在被覆盖基材上,受热脱水生成聚磷酸,使有机物表面脱水生成碳化膜,并产生大量的不燃气体,形成厚厚的泡沫绝热层,对基材起到绝热,隔绝空气而达到阻燃目的,生成膨胀泡沫层主要成份有:碳化物质(碳源):主要是高碳水化合物,季戊四醇、双季戊四醇、淀粉等。
催化剂(磷酸源):含磷量高,有较高的但又低于碳化物质分解温度下分解出的聚磷酸,在基材上生成碳化膜。发泡剂(气源):发泡剂释放出气体使碳化膜形成泡沫膨胀成很厚的碳化高效碳化层,发泡剂为三聚氰胺(蜜胺)、双氰胺和尿素等。
四溴双酚:在添加了阻燃剂的材料燃烧时阻燃剂分解释放出溴化氢,溴化氢捕获传递燃烧链或自由基,生成活性较低的卤自由基从而减缓或中止燃烧,卤化氢和燃烧时生成的卤素自由基具有非挥发性和低迁移性,容易在燃烧的表面对氧气产生稀释作用从而也有利于阻止燃烧。氢氧化镁:氢氧化镁在受热时发生分解吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用;同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气,分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。
氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生,而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾,活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物,从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴,是一种新兴的环保型无机阻燃剂。
8.阻燃材料论文
据了解,不管是民用建筑还是工业用房,一旦发生火灾并造成人员死亡、伤残等严重后果的,不外乎是烧死、窒息致死、坠楼致死致残等,尤其以火灾窒息致死为主。这就主要涉及建筑、装修、装饰等的材料,有些建筑不按相关的标准,使用可燃或易燃的有毒材料,在发生火灾时着火燃烧,并释放大量的有毒气体致使人员昏迷、晕倒而窒息死亡或者被烧死。因此,不管的民用住房还是工业用房特别是高层建筑,在选择建筑、装修材料的时候,应当选择防火阻燃材料,这样可以提高建筑的安全系数,确保生命和财产安全。下面简单介绍几种防火阻燃材料:
一是硅酸铝系列产品。硅酸铝系列产品具有耐高温、导热率低、隔热性能好、氯离子指数低等特性。在众多硅酸铝系列产品中,又具有各自的特点,可以为消费者提高多种选择。
1.硅酸铝耐火纤维制品,采用干法、温法等不同的生产工艺,具有较小体积密度、导热系数极低、质地柔软、富有弹性。适用于各种工业窑炉保温,是优质的绝热保温材料,同时也是非常理想的节能保温材料。
2.硅酸铝纤维针刺毯,采用优质焦宝石,经电阻炉熔融,特殊拉丝,针刺成型,剪切加工成块状、卷状。除了具有相应硅酸铝纤维的优良性能外,具有良好的抗拉强度,重量轻、热稳定性好,质地轻柔,可曲绕性,富有弹性,抗热震性优良,对不锈钢材设备、管道无腐蚀性。
3.硅酸铝纤维绳,以硅酸铝纤维为芯材,以玻璃布为绳套编织而成,具有不燃、质轻、抗拉强度高,高温隔热、密封材料,韧性好等特点。适用于设备、管道及阀门的保温绝热,防火门嵌等场合。另外,它还是致癌石棉绳的理想替代产品。
是玻璃棉系列。玻璃棉是由石灰石块、石英粉等矿物质在熔炉中熔化后经高速离心或喷射制拉制而成的人造无机纤维,再经成型设备制成各种制品。经过测试验证,玻璃棉防火阻燃材料表现出极低的导热系数,无论在高温和低温环境均能保持良好的保温隔热性能。除此之外,还具有良好的吸声效果,不会燃烧,不会产生有毒气体,不会腐蚀、老化等特点。另外,吸水性低,在潮湿环境下使用良好。
1.离心玻璃棉,将处于熔融状态的玻璃用离心喷吹法工艺进行纤维化喷涂热固性树脂制成的丝状材料,再经过热固化深加工处理,可制成具有多种用途的系列产品。具有阻燃、无毒、耐腐蚀、容重小、导热系数低、化学稳定性强、吸湿率低、憎水性好等诸多优点。适用于建筑、化工、电子、电力、冶金、能源、交通等领域的保温隔热、吸声降噪,其效果十分显著。
2.离心玻璃棉板,离心棉经过固化处理后制成的具有一定强度的板材制品。无论在高温或低温环境中均能保持良好的保温隔热性能,主要用于高级建筑的内墙隔间,天花吊顶,铁皮风管或风箱内壁的保温,机房内的吸声降噪,金属天棚的流汗控制等。
3.耐高温玻璃棉,用特种原料及特殊加工制成的板材或卷毡产品,适用于电厂、化工、制药等行业及锅炉、反应釜、罐体、管道等较高温度介质的保温、隔热和降噪。
三是其他产品。现在,消防产品市场日益发展,防火阻燃材料产品也是发展迅速,除了以上几种以外,还有其它很多产品可以供消费者选择的,根据不同的需要,不同的用途,可以有不同的选择。
1.陶瓷棉制品,采用优质焦石原料精选加工,高温熔化,喷制成纤维,具有轻且柔,防火,富有弹性,导热系数小,吸音性能好,耐化学腐蚀等优良特性。
2.无石棉抹面层材料,具有保温性能好、施工方便,适用于各种管道和锅
9 7 3 1 2 4 8 : 炉道路等,是致癌石棉抹面材料的替代产品。
3.高温粘合剂,由耐火填料、载液、分散剂、无机结合剂配制成的一种无机粘合剂,是一种新型粘合材料,经过化学反应,精制而成的液状胶体。具有良好的抗冻性、耐高温、粘结速度快、易施工等特点。适用于各种保温板材粘结,是炉顶密封工程保温材料施工时必备的粘结材料,长期使用不脱落。
4.矿、岩棉制品,是一种不燃轻质的优质防火绝热,保温隔音材料。具有容重轻、导热系数小、吸音好、不燃、不同使用温度范围广,使用时间长等优点。适用于于钢结构厂房屋顶及墙内,防火隔墙内填充,各种管道设备的保温隔热隔音。
随着科技的发展,有更多的防火阻燃材料产品可以提供给大家选择。在选择阻燃材料时,大家选择的产品应当具备以下的特点:一是不会燃烧;二是能耐高温,导热性差;三是无毒,不会燃烧释放有毒气体;四是使用方便、安全等。
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