CN114213997A - 环保可降解植物固体胶棒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保可降解植物固体胶棒，按百分比计，包括以下组分：去离子水30‑60％；羟丙基淀粉醚10‑25％；低聚糖5‑10％；28％聚乙烯吡咯烷酮17‑40％；甘油4‑10％；硬脂酸3‑10％；氢氧化钠0.4‑2.5％；防腐剂0.1‑1％；消泡剂0.1‑0.5％。本发明以脂肪酸盐作为赋形剂，甘油作为保湿剂，原料获取容易，生产成本低，以生物可降解的植物淀粉羟丙基淀粉醚和低聚糖作为胶黏剂，制得固体胶棒具有普通固体胶棒原有的特性，使用简单、方便，初粘性强，粘接强度大，附着力好，干燥速度快，粘附时间长，不开裂，不脱落，安全环保对人体无害，是环境友好的新产品，符合新的欧美严苛的环保法规，提高了产品的竞争力，承担了环境保护的社会责任。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保可降解植物固体胶棒及其制备方法。
背景技术
固体胶是胶粘剂中的一种新产品。其主要特点为：原料易得，制作简单，保存期长，便于携带，使用方便，粘接牢固。固体胶可用于粘接各种纸张及纸制品，适合于办公人员、财会人员、文秘人员、教师、学生及相关人员使用等。
现有市场上的固体胶棒产品大多以改性聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等作为胶粘剂，添加改性剂、赋型剂和保湿剂等制备而成。聚乙烯醇缩甲醛固体胶棒具有成本低，干燥速度快等优点，但聚乙烯醇缩甲醛固体胶游离甲醛的残余使其环保性使用性能大大降低；而以人工合成的聚乙烯吡咯烷酮作为胶黏剂制备的固体胶棒虽然具有强粘接性，涂布顺畅性，安全无毒等特点，但同样由于聚乙烯吡咯烷酮会降解导致其K值降低粘性下降的缺点。
虽然固体胶棒相对于液体胶，浆糊等纸质胶粘剂，具有快干，携带方便，使用简单方便等优势，但随着环保理念深入人心，和社会对环保的要求越来越高，世界环保法规越来越严苛，对环境的保护越来越重视，提供一种环保可生物降解的固体胶棒，尤为必要。
淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的，其来源广泛、价格低廉、降解后仍以二氧化碳和水的形式回到大自然,被认为是完全没有污染的天然可再生的材料。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种制备工艺简单、安全环保可生物降解、粘接力强、胶棒质地细腻、涂布顺畅、保湿性好的环保可降解植物固体胶棒。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述环保可降解植物固体胶棒的制备方法。
本发明解决至少一个上述技术问题所采用的技术方案为：
一种环保可降解植物固体胶棒，按百分比计，包括以下组分：
优选地，所述的防腐剂为尼泊金丁酯钠或IPBC。
优选地，所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
一种环保可降解植物固体胶棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)常温下，按照配方组分向反应釜中加入去离子水、甘油、聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀；向反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；
(2)再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至83～87℃糊化淀粉；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解；
(3)待硬脂酸溶解后，加入配置好的氢氧化钠溶液进行搅拌调试，直至pH至10-12；
(4)加入防腐剂和消泡剂，搅拌10-30min至混合均匀后，保持恒温78～82℃，调节调节搅拌速度至30-50rpm/min，脱泡3-4小时，完全消泡后进行灌装，即得到所述的环保可降解植物固体胶棒。
优选地，步骤(1)中，搅拌速度为300-350rpm/min。
优选地，步骤(2)中，糊化淀粉的糊化时间为1.5-3小时。
优选地，步骤(2)中，加入硬脂酸后的搅拌速度为300-350r/min，搅拌时间为40-45min，温度设定为85℃。
优选地，步骤(3)中，氢氧化钠溶液的浓度为20％。
优选地，步骤(3)中，搅拌速度为300-450r/min，搅拌时间为10-15min，温度设定为80℃。在加入氢氧化钠溶液调节溶液pH值时控制反应温度在80℃左右，防止温度过高制备的胶棒变色。
优选地，为了降低胶棒的热态黏度便于灌装，采用水溶解性高的低聚糖，可以是麦芽四糖、海藻糖中的一种或二者的混合物。
优选地，步骤(1)中的聚乙烯吡咯烷酮溶液是K值在85-95的28％溶液。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明以脂肪酸盐作为赋形剂，甘油作为保湿剂，原料获取容易，生产成本低，以生物可降解的植物淀粉羟丙基淀粉醚和低聚糖作为胶黏剂，制得固体胶棒具有普通固体胶棒原有的特性，使用简单、方便，初粘性强，粘接强度大，附着力好，干燥速度快，粘附时间长，不开裂，不脱落，安全环保对人体无害，是环境友好的新产品，符合新的欧美严苛的环保法规，提高了产品的竞争力，承担了环境保护的社会责任。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚10％，低聚糖5％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：
常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例2：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚15％，低聚糖5％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：
常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得一种环保可降解植物固体胶棒。
实施例3：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚20％，低聚糖5％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：
常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例4：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：
常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得一种环保可降解植物固体胶棒。
实施例5：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮35％，羟丙基淀粉醚16％，低聚糖8％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：
常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例6：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮25％，羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：
常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例7：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，硬脂酸5％，氢氧化钠0.75％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例8：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，硬脂酸7％，氢氧化钠1.1％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例9：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油5％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，硬脂酸8％，氢氧化钠1.25％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例10：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油3％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例11：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油7％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
实施例12：
本实施例的环保可降解植物固体胶棒由下列百分比的原料制备而成：
甘油7％，28％的K90聚乙烯吡咯烷酮30％，羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，硬脂酸6％，氢氧化钠0.9％，防腐剂尼泊金丁酯钠0.05％、防腐剂IPBC0.125％，消泡剂0.1％，其余为去离子水，上述各组成的总和为100％。
上述环保可降解植物固体胶制备方法如下：常温下向反应釜中加入去离子水、甘油、28％聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀，搅拌速度300-350rpm/min；向其反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至85℃左右糊化淀粉，糊化时间在1.5-3小时；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解后，加氢氧化钠溶液进行调试，直至pH至10-12并加入尼泊金丁酯钠、IPBC和有机硅消泡剂，恒温搅拌10-30min混合均匀后，调节搅拌速度：30-50rpm/min，脱泡3-4小时，恒温80℃左右；完全消泡后进行灌装，制得上述环保可降解植物固体胶棒。
以上实施例1～6的区别是胶黏剂的百分比与水的百分比不同，其它物质百分比不变。对实施例1～6制备的产品进行性能检测。
胶棒的性质：检测项目及方法，严格按照QB/T 2857-2007执行。
A.100％撕破材料，粘合处不脱开
B.约75％撕破材料，粘合处不脱开
C.约50％撕破材料，粘合处不脱开
D.粘附，但是不撕破材料，粘合处脱开
固体胶棒性能测定结果如表一：
从表一可以看出：实施例4中，作为胶黏剂的羟丙基淀粉醚17％，低聚糖8％，K90聚乙烯吡咯烷酮30％的占比时可以制得外表美观、涂布顺畅、优异的粘接性能的固体胶棒。
以上实施案例4、7、8、9的区别是赋形剂百分比与水的百分比不同，其它物质百分比不变，对实施例4、7、8、9制备的产品进行性能检测，通过改变胶棒的硬度来判断对其使用性能的影响。
从表二可以看出：实施例4中，赋形剂的使用量可以制得软硬适中的固体胶棒。
以上实施案例4、10、11、12的区别是保湿剂甘油百分比与水的百分比不同，其它物质百分比不变，对实施例4、10、11、12制备的产品进行性能检测，通过改变胶棒的湿润度来判断对其使用性能的影响。
从表三可以看出：实施例4中，保湿剂甘油百分比与水的百分比的使用量可以制得干燥时间较快的固体胶棒。
Claims (10)
1.一种环保可降解植物固体胶棒，其特征在于按百分比计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的环保可降解植物固体胶棒，其特征在于：所述的防腐剂为尼泊金丁酯钠或IPBC。
3.根据权利要求1所述的环保可降解植物固体胶棒，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
4.一种环保可降解植物固体胶棒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)常温下，按照配方组分向反应釜中加入去离子水、甘油、聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌混合均匀；向反应釜中加入低聚糖，搅拌10-30min使之分散溶解于溶液中；
(2)再缓慢加入羟丙基淀粉醚，使之分散均匀后升温至83～87℃糊化淀粉；待淀粉糊化均匀后加入硬脂酸，搅拌至完全溶解；
(3)待硬脂酸溶解后，加入配置好的氢氧化钠溶液进行搅拌调试，直至pH至10-12；
(4)加入防腐剂和消泡剂，搅拌10-30min至混合均匀后，保持恒温78～82℃，调节调节搅拌速度至30-50rpm/min，脱泡3-4小时，完全消泡后进行灌装，即得到所述的环保可降解植物固体胶棒。
5.根据权利要求4所述的环保可降解植物固体胶棒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，搅拌速度为300-350rpm/min。
6.根据权利要求4所述的环保可降解植物固体胶棒的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，糊化淀粉的糊化时间为1.5-3小时。
7.根据权利要求4所述的环保可降解植物固体胶棒的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，加入硬脂酸后的搅拌速度为300-350r/min，搅拌时间为40-45min，温度设定为85℃。
8.根据权利要求4所述的环保可降解植物固体胶棒的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，氢氧化钠溶液的浓度为20％。
9.根据权利要求4所述的环保可降解植物固体胶棒的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，搅拌速度为300-450r/min，搅拌时间为10-15min，温度设定为80℃。
10.根据权利要求4所述的环保可降解植物固体胶棒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的聚乙烯吡咯烷酮溶液是K值在85-95的28％溶液。
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