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(紡織材料與紡織品設(shè)計專業(yè)論文)長絲短纖維復(fù)合紗線的結(jié)構(gòu)與性能.pdf.pdf 免費下載
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摘要 紗線結(jié)構(gòu)與性能的研究是紡織材料領(lǐng)域最重要的研究內(nèi)容之一 因為紗線的結(jié)構(gòu)與 性能與由它構(gòu)成的面料或產(chǎn)品風格性能之間具有非常密切的關(guān)系 本課題重點對長絲 短纖維復(fù)合紗線的捻度結(jié)構(gòu)及其測定方法 拉伸性能和它的復(fù)合原理與規(guī)律進行了理論 分析與實驗研究 本課題的主要研究對象是滌綸 錦綸長絲與羊毛或毛滌短纖維環(huán)錠紡 復(fù)合線 p l y f i l 和復(fù)合紗 s i r o f i l 紗 以及其它一些紗線 如棉紗 毛紗 苧麻紗 滌綸長絲 錦綸長絲紗等 本課題研究的主要內(nèi)容包括 混合與復(fù)合的概念 復(fù)合方式及其特點 長絲 短纖維 復(fù)合紗線的捻度結(jié)構(gòu)及其測試方法 復(fù)合紗線的線密度 纖維含量與復(fù)合比 復(fù)合紗線 的直徑 單位體積質(zhì)量與截面結(jié)構(gòu) 單纖維和纖維束的強伸度及其分布 平行復(fù)合長絲 紗 有捻長絲 短纖紗復(fù)合線 p l y f i l 長絲 短纖維復(fù)合紗 s i r o f i l 的拉伸曲線與 強伸度 復(fù)合紗線強伸度與復(fù)合比的關(guān)系 以及影響復(fù)合紗線強伸度的一些因素等 本文首先在緒論中簡要回顧分析了長絲和短纖紗線截面結(jié)構(gòu) 捻度結(jié)構(gòu)和拉伸性能 拉伸斷裂機理等研究的成果 以及混紡紗 混纖絲和長絲 短纖維復(fù)合紗線結(jié)構(gòu)與性能 研究的成果與現(xiàn)狀 在此基礎(chǔ)上 對不同性能纖維混合與復(fù)合的概念 長絲與短纖維復(fù) 合的工藝方法及其特點進行了辨析和歸納總結(jié) 然后在此基礎(chǔ)上提出了本課題研究的主 要內(nèi)容和目標 捻度結(jié)構(gòu)是紡織紗線最重要的結(jié)構(gòu)特征之一 本文在h e a r l e 等紗線捻縮理論的基礎(chǔ) 上討論了復(fù)合紗線捻縮的范圍 并且推導(dǎo)出復(fù)合紗線表面纖維捻縮和紗平均長度假設(shè)下 紗的退捻伸長與退捻度之間的理論關(guān)系 對不同復(fù)合比聚酯長絲 羊毛s i r o f i l 紗和毛 紗 聚酯長絲紗的退捻過程 即退捻時紗線伸長與退捻度的關(guān)系進行了實際測試與理論 比較 并提出了狽8 定長絲 短纖維復(fù)合紗捻度的最大長度法 以此為基礎(chǔ) 用解捻法 解捻加捻法 最大長度法對不同復(fù)合比s i r o f i l 紗的捻度進行了測試和分析比較 結(jié)果 表明 s i r o f i l 紗與毛紗相似 解捻加捻法捻度測試結(jié)果的準確性受測試所加張力的明 顯影響 當紗線預(yù)加張力較小時 最大長度法捻度測試結(jié)果大于解捻加捻法而小于解捻 法 與解捻法比較接近 而解捻加捻法捻度試驗結(jié)果明顯偏低 但當紗線預(yù)加張力較大 時 解捻加捻法捻度試驗結(jié)果與解捻法 最大長度法比較接近 通過分析 與混紡紗的混紡比相對應(yīng) 作者提出了復(fù)合紗線的復(fù)合比 復(fù)合組分含 量的概念 并討論了它們與纖維含量 纖維含量比 之間的關(guān)系 對復(fù)合紗的公定回潮 率 線密度及其與各組分公定回潮率 線密度的關(guān)系 以及它們的測定分析方法進行了 理論分析和實驗研究 測定比較了所研究紗線試樣 p l y f i l 線 s i r o f i l 紗 包纏紗 等的直徑和單位體積質(zhì)量 并對p l y f i l 線 不同復(fù)合比s i r o f i l 紗的縱橫向形態(tài) 結(jié) 構(gòu)特征進行了分析 并探討了其與復(fù)合紗線拉伸性能間的關(guān)系 文中第4 章較全面地概括分析了前人提出的一些預(yù)測混紡紗線強度的模型 在對兩 組分纖維平行無捻時復(fù)合紗的強度理論分析的基礎(chǔ)上 提出了平行復(fù)合強度預(yù)測模型 r o b l 2 和考慮纖維束纖維根數(shù)變化時復(fù)合紗強度預(yù)測模型 r o m 3 用p e t 復(fù)絲和 p a 6 d t y 絲無捻復(fù)合等進行了實驗驗證 在此基礎(chǔ)上 對以上幾種適合于不同情況的強度 模型進行了歸納 簡化 提出了一個簡單的 更適合于實際復(fù)合紗線強度預(yù)測的模型 第5 章測試 分析討論了棉紗 毛紗 滌綸長絲 錦綸6 d t y 絲等不同組分平行無捻 組合復(fù)合紗的拉伸曲線特征與強伸度 重點測試 分析了毛滌混紡紗與滌綸長絲 錦綸 6 d t y 絲平行無捻復(fù)合紗和有捻復(fù)合紗的拉伸曲線特征與強伸度 強伸度分布 以及強伸 度與復(fù)合比之間的關(guān)系等 提出了用復(fù)合紗線的強力比 斷裂伸長比反映復(fù)合紗線強度 伸長方面的復(fù)合效應(yīng) 并對不同組分平行無搶和有捻復(fù)合紗的復(fù)合效應(yīng)及其機理進行了 l t 分析 得出 平行無捻復(fù)合紗和有捻復(fù)合線 p l y f i l 拉伸時存在分次 不同時 斷裂 的現(xiàn)象 它們的強伸度分布出現(xiàn)雙峰或多峰分布特征 毛滌紗和錦綸6 d t y 絲無捻復(fù)合 時強度與復(fù)合比關(guān)系出現(xiàn)下凹曲線特征 而毛滌紗和錦綸6 d t y 絲有捻復(fù)合 毛滌紗和 滌綸絲無捻或有捻復(fù)合時強度與復(fù)合比關(guān)系基本符合第一混合定律 r o m l 在實驗室中自行紡制了試驗所需的不同復(fù)合比的滌綸 p e t 長絲 毛滌 w t 短纖 維s i r o f i l 復(fù)合紗 在此基礎(chǔ)上 測試分析了s i r o f i l 紗的拉伸曲線 拉伸斷裂強伸度 分布 拉伸強伸度與復(fù)合比之間的關(guān)系以及拉伸曲線和拉伸強度的復(fù)合原理 得出 s i r o f i l 紗一般不出現(xiàn)分次斷裂的現(xiàn)象 拉伸斷裂強伸度分布相對比較集中 復(fù)合紗強 度很好地符合第一混合定律 r o m l s i r o f i l 紗的拉伸曲線基本可以用式 6 1 3 進行 模擬 第7 章對影響復(fù)合紗線強伸性能的一些主要因素進行了實驗分析 研究 得出 復(fù) 合紗線各組分的預(yù)加張力或紡紗張力對紗線的強力因復(fù)合組分拉伸性能不同而有不同 程度的影響 隨夾持長度的增大 復(fù)合紗線的強伸度測定值有所降低 而且p l y f i l 線 強力和斷裂伸長s i r o f i l 紗減小得更多 拉伸速度對復(fù)合紗線強伸度測定值的影響則相 對較小 復(fù)合紗線的復(fù)合捻度是影響它強伸性能的重要因素 隨著捻度的增加 復(fù)合紗 線的強力先明顯增大后又有所減小 其間也存在臨界捻度 一般而言 p l y f i l 線的臨界 捻度比s i r o f i l 紗的小 從復(fù)合紗線的拉伸斷口形態(tài)分析入手 比較分析了p l y f i l 與s i r o f i l 紗線拉伸斷裂 的機理 指出 在本實驗紗線試樣工藝條件 如捻度 下 s i r o f i l 紗的斷口一般沒有 p l y f i l 整齊 p l y f i l 線內(nèi)的兩個組分存在同時 同處斷裂或不同時 不同處斷裂現(xiàn)象 而s i r o f i l 復(fù)合紗中兩組分間的接觸 抱合相對較多 它們的斷裂出現(xiàn)部分纖維斷裂而 部分纖維 長絲與短纖維 被抽拔與滑脫的特征 論文最后對本課題研究中發(fā)現(xiàn)或得出的一些主要結(jié)論進行了總結(jié) 同時剖析了此研 究和本文中存在的一些問題 并對該領(lǐng)域以后研究的方向進行了展望 關(guān)鍵詞 復(fù)合紗線結(jié)構(gòu)拉伸性能復(fù)合原理 i i i t h es t r u c t u r ea n db e h a v i o ro ff i l a m e n t s t a p l ec o m p o s i t ey a r n s a b s t r a c t t h er e s e a r c ho fy a r ns t r u c t u r ea n db e h a v i o ri sa ni m p o r t a n tp r o j e c ti nt e x t i l em a t e r i a l f i e l d i ti sd u et ot h ec l o s er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ey a ms t r u c t u r ea n db e h a v i o ra n di t s f a b r i c a t i o no rp r o d u c t s t w i s ts t r u c t u r ea n dt w i s td e t e r m i n i n gm e t h o d s t e n s i l eb e h a v i o ra n d i t sc o m p o s i t ep r i n c i p l eh a v eb e e nm a i n l ys t u d i e di nt h i st h e m e t h eo b j e c t so ft h i ss t u d ya r e p o l y e s t e r p e t p o l y a m i d e6 p a 6 f i l a m e n ta n dw o o l 摩e ts t a p l ec o m p o s i t ey a m s p l y f i l a n ds i r o f i l a n do t h e ry a m s s u c ha ss p u nc o t t o n w o r s t e d r a m i ey a r n s 蚴i c hw em a i n l ys t u d yo ni n c l u d et h ec o m p a r i s o no fb l e n da n dc o m p o s i t ec o n c e p t s t h e m e a n sa n dc h a r a c t e r i s t i c so fc o m p o s i t es p i n n i n g t w i s ts t r u c t u r ea n dt w i s td e t e r m i n i n g m e t h o d s f i b e rc o m p o n e n ta n di t sc o n t e n ta n dc o m p o s i t er a t i o d i a m e t e r m a s so fu n i tv o l u m e a n dl i n e a rd e n s i t y c r o s ss t r u c t u r eo fc o m p o s i t ey a m s t r e n g t h sa n ds t r e t c h e sa n dt h e i r d i s t r i b u t i o n so fs i n g l ef i b e ra n df i b e rb u n d l e t h et e 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sb e t w e e ns t r e t c ha n du n t w i s t e df a c t o ra r em e a s u r e da n d a n m y z e d t h e nt h er e s u l t so ft w i s tm e a s u r e m e n tb yt h r e ed i f f e r e n tm e t h o d s i e t h el o n g e s t m e t h o d u n t w i s tm e t h o da n du n t w i s t t w i s tm e t h o d a l ec o m p a r e da n dd i s c u s s e d s o m e c o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w i n g a ss a m ea sw o r s t e dy a m t h er e s u l t so ft w i s tm e a s u r e m e n tf o r s i r o f i ly a mb yu n t w i s t t w i s tm e t h o da r ei n f l u e n c e di ne v i d e n c eb yt h ep r e t e n s i o no fy a m a s l e s sp r e t e n s i o n t w i s tf a c t o rb yt h el o n g e s tm e t h o dm e a s u r e m e n ti se v i d e n t l yg r e a t e rt h a nt h e u n t w i s t t w i s tm e t h o da n ds l i g h t l ys m a l l e rt h a nu n t w i s tm e t h o d a sl a r g e rp r e t e n s i o n r e s u l t s o ft w i s tm e a s u r e m e n tb yd i f f e r e n tm e t h o d sa r ec l o s e r a f t e ra n a l y s i s c o r r e s p o n d i n gt ob l e n dr a t i oo fb l e n dy a m c o m p o s i t er a t i oa n d c o m p o s i t e c o m p o n e n tc o n t e n ta l ep r o p o s e dt oe v a l u a t et h ec o m p o s i t es t r u c t u r e t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h e ma n df i b e rc o n t e n t t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ny a mo f f i c i a lr e g a i n 1 i n e a rd e n s i t y a n dc o m p o s i t ec o m p o n e n t sa l ea n a l y z e da n dm e a s u r e d d i a m e t e r sa n dm a s so fu n i tv o l u m e i v o fs o m ep l y f i l s i r o f i la n df a s c i n a t e dy a m sa r ed e t e r m i n e da n dc o m p a r e d t h ea u t h o ra l s o d i s c u s s e st h el e n g t h w a y sa n dc r o s sf o r ma n ds t r u c t u r eo fc o m p o s i t ey a m s a n dt h e i r i n f l u e n c e st oy a mt e n s i l ep e r f o r m a n c e s c h a p t e r4b r i e f l ys h o w sa n dd i s c u s s e ss o m ef o r m e rp r o p o s e dt h e o r e t i c a lm o 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s i t e y a m i ti sd e t e r m i n e da n dd i s c u s s e di nc h a p t e r5t h a tt e n s i l ec u r v e s s t r e n g t h sa n de x t e n s i o n so f p a r a l l e lc o m p o s i t ey a m ss u c ha ss p u nc o t t o n w o r s t e dy a mc o m b i n ew i t hp e to rp a 6 d t y f i l a m e n ty a me t c e s p e c i a l l yt h et e n s i l ec u r v e s s t r e n g t h sa n de x t e n s i o n sa n dt h e i r d i s t r i b u t i o n s t h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e ns t r e n g t h e x t e n s i o na n dc o m p o s i t er a t i oo fw o o l p e t b l e n dy a ma n dp e to rp a 6 d t yf i l a m e n t sp a r a l l e lc o m p o s i t ey a m s t h ea u t h o rp r o p o s e st o e v a l u a t et h ec o m p o s i t ee f f e c to fc o m p o s i t ey a mw i t hc o m p o s i t ey a ms t r e n g t hr a t i oa n d e x t e n s i o nr a t i o a n dt h e na n a l y z e st h ec o m p o s i t ee f f e c ta n dm e c h a n i s mo fd i f f e r e n t c o n s t i t u e n t sp a r a l l e ln o n t w i s t e do rt w i s t e dc o m p o s i t ey a m s s o m ec o n c l u s i o n sa r eg a i n e d t h eb r e a k a g e so fp a r a l l e ln o n t w i s t e dc o m p o s i t ey a ma n dt w i s t e dc o m p o s i t et h r e a d p l y f i l a r en o ts h a r p t h e yb r e a ki ns t e p s i e n o ts a m et i m eb r e a k a g e u pt om u c hh i g h e rb r e a k i n g e x t e n s i o n s t h ed i s t i l b u t i o n so fy a ms t r e n g t ha n de x t e n s i o ns h o wt w o m o d a lo rm u l t i m o d a l c h a r a c t e r i s t i c s t h er e l a t i o n s h i pc u r v eo fs t r e n g t ha n dc o m p o s i t er a t i of o rw o o l p e tb l e n d y a r na n dp i a 6 d t yf i l a m e n t sp a r a l l e lc o m p o s i t ey a mi sc o n c a v e b u tt h er e l a t i o n s h i p so f w o o l p e tb l e n dy a ma n dp a 6 d t yf i l a m e n t st w i s t e dc o m p o s i t ey a ma n dw o o l p e tb l e n d y a ma n dp e tf i l a m e n t sn o n t w i s t e do rt w i s t e dc o m p o s i t ey a ma r 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eo f s i r o f i ly a r ni sn o ts h a r p e rt h a np l y f i lt h r e a d t h e r ea r es o m eb r e a k a g ep h e n o m e n as u c ha s b r e a k i n ga ts a n l et i m ea n ds f l l t l ep l a c e a td i f f e r e n tt i m eo rd i f f e r e n tp l a c ef o rt w oc o n s t i t u e n t s w i t h i np 1 妒lt h r e a d h o w e v e r t h eb r e a k a g eo fs i r o f i ly a ms h o w sp a r t i a lb r e a k a g ea n do t h e r p a r tf i b e r sb e i n gt a k e no u tc h a r a c t e r i s t i c s b e c a u s eo 行h a v i n gm u c hc o n t a c ta n di n t e a c t i o n b e t w e e nt w oc o n s t i t u e n t s b r i e fc o n c l u s i o n s s o m ep r o b l e m si nt h i ss t u d ya n ds o m ep r o s p e c t sa r eg i v e no u ti nt h e 1 a s to ft h i st h e m e y u n n e n gc h e n s p e c i a l i t yo ft e x t i l em a t e r i a l s t e x t i l e sd e s i g n d i r e c t e db yp r o f s h a n y u a nw a n g k e yw o r d s c o m p o s i t ey a r n s s t r u c t u r e p e r f o r m a n c e c o m p o s i t em e c h a n i s m v i 長絲 短纖維復(fù)合紗線的結(jié)構(gòu)與性能 1 p 4l 6 s i r o f i l 紡紗改成s i r o 紡紗 2 e 1 5 倒l 圖2 7 2 1 3 改成圖2 7 2 1 2 3 p 2 a 2 l 3 勘誤表 改成 4 借此 一1 4 表糾改成表2 3 j 2 節(jié)下第2 5 行 羊毛紗 改成 毛滌紗 她 式 4 4 k o 8 3 5 改成k o 8 2 5 腳踏笑5 倒l 3 纖維l 改成纖維2 f j ll 懇改成島 愛的摹j l l l l 1 2 預(yù)加張力4 0 0 c n 改成4 0 0 c n 預(yù)加張力2 9 5 m n 改成2 9 5 c n l 2 2 兩組分i 竣 兩組分強度之和 l 5 3l 5 一l 6 2 1 6 2 c 2 改成2 0 7 6 c 2 1 2 0 5c 2 改成 1 2 9 1c 2 p 8 1 表5 8 中 強力比2 0 7 4 1 0 9 4 1 2 5 9 1 1 8 7 改成0 8 2 0 0 5 4 1 0 6 3 0 0 4 4 2 e 9 0 式 6 5 中c 2 改成c l p 9 6 圖6 5 1 改成圖5 5 l i 4 e 9 7 式 6 9 c 線密度 t e x 幾種試 樣紗捻度試驗時均在同一紗段上同時進行 即在預(yù)加張力下夾好紗后對紗進行退捻直至最 2 1 東華大學(xué)博士學(xué)位論文 大退捻伸長 讀出此時的退捻捻回數(shù) 再繼續(xù)退捻使兩組分平行測出解捻法捻回數(shù) 然后 再繼續(xù)退捻 反向加捻 直至回到原來的長度 得到退捻加捻法的捻回數(shù) 通過計算得到 單位長度上的捻度 s i r o f i l 紗三種捻度試驗方法的試驗參數(shù)為 試驗長度2 5 0 m m 退捻速 度1 i 檔 試樣只數(shù)l 試驗次數(shù)4 0 捻度試驗在非標準狀態(tài)下進行 室溫約1 5 2 5 2 3 2 3 測試結(jié)果 5 4 包纏紗 7 p l y f i l 線解捻法捻度試驗結(jié)果和8 4 9 s i r o f i l 紗在0 1 c n t e x 預(yù)加張力下捻 度試驗結(jié)果如表2 4 和圖2 1 6 1 7 所示 由圖表可知 在較小張力下 這兩種s i r o f i l 紗退 捻加捻法測得捻度及其分布與解捻法有較大差異 在0 2 c n t e x 預(yù)加張力下 8 4 少 1 1 1 2 1 3 s i r o f i l 紗和1 0 1 4 毛滌混紡紗的捻度試驗結(jié)果如表2 5 和圖2 1 8 2 2 2 所示 其 中 8 4 s i r o f i l 紗解捻法和最9 1 1 1 2 1 3 4 s i r o f i l 紗大長度法測得捻回數(shù)很接近 分布 相同 表2 4 復(fù)合紗捻度試驗結(jié)果 試樣測試方法平均捻度 1 m 標準差 t m 變異系數(shù) 8 4解捻法1 1 4 2 32 2 6 31 9 8 8 群退捻加捻法8 4 8 99 4 01 1 1 8 拌最大長度法1 0 8 9 99 5 18 7 3 9 解捻法1 2 4 3 81 7 3 61 4 0 9 撐退捻加捻法1 0 4 2 41 0 6 41 0 2 9 最大長度法1 2 8 5 02 1 7 81 6 9 試樣測試方法平均捻度 1 m 標準差 t m 變異系數(shù) 5 薦解捻法8 9 8 05 1 75 7 6 7 撐 8 撐 8 撐 解捻法 解捻法 退捻加捻法 最大長度法 解捻法 退捻加捻法 最大長度法 退捻加捻法 退捻加捻法 解捻法 退捻加捻法 最大長度法 解捻法 退捻加捻法 最大長度法 解捻法 退捻加捻法 最大長度法 7 7 0 7 1 0 5 8 9 1 0 3 8 7 1 0 5 8 9 6 1 8 1 6 0 5 0 6 1 7 o 1 1 1 1 4 8 1 6 o 8 9 7 3 8 7 1 5 9 0 4 2 8 8 6 6 8 7 2 4 9 0 4 4 9 1 0 1 9 0 8 0 9 3 2 1 6 3 6 7 4 3 5 7 4 7 4 3 6 0 4 5 5 o 6 1 6 1 1 7 6 8 2 2 4 8 2 4 7 1 6 1 7 7 6 8 5 6 4 6 2 3 6 7 3 6 1 9 7 3 5 8 2 5 7 0 1 5 5 3 7 o l 9 7 7 9 0 8 9 9 8 l o 5 8 1 0 0 7 5 3 7 5 4 1 6 8 2 8 6 6 6 4 3 6 8 9 7 3 9 6 8 2 7 8 8 注 測試預(yù)加張力0 2 c nx 線密度 t e x 妒妒鏟鏟心 心 協(xié)盼盼垮垮心 長絲 短纖維復(fù)合紗線的捻度及其測試方法 8 t w i 猷 r m 1 8 0 01 0 0 01 2 1 4 0 01 6 0 01 f 1 0 0 t w i 鰣 r m 1 圖2 1 68 s i r o f i l 紗的捻度分布 張力0 t c n t e x 圖2 1 79 s i r o f i l 紗的捻度分布 張力0 1 e n t e x 3 0 2 0 1 5 1 0 5 o 9 0 0 9 5 0 1 0 0 01 0 5 0 0 0 5 01 2 0 0 t 撕甜廠r m 1 圖2 1 88 s i r o f i l 紗的捻度分布 張力0 2 c n t e x t 嘶或r r m 1 圖2 2 01 1 4 s i r o f l l 紗的捻度分布 張力0 2 c n t e x o 6 5 07 7 5 0 t 嘶或廠r m 1 圖2 1 99 s i r o f i l 紗的捻度分布 張力0 2 c n t e x 8 9 t 謝囊 t m 1 圖2 2 11 2 s i r o f i l 紗的捻度分布 張力0 2 c n t e x 惦 的 甄 l 已 估 佃 s o 一害一分cm f皇u 拍 強 抬 仔 竹 5 o 一零一 c03口巴k 船 一術(shù)一 岳3f k 一術(shù) 分cd3口 k 艏 篤 為 恬 竹 5 o 零 一芒ojz k 牾 柏 弘 為 侶 伸 5 o 一術(shù)v分c毫 f已k 東華大學(xué)博士學(xué)位論文 8 8 5 09 9 5 01 0 1 0 5 0 t w i s t 1 m 1 8 0 01 0 0 01 2 0 01 4 0 0 1 6 0 01 8 0 02 0 0 0 t u 丌穰 圖2 2 21 3 8 s i r o f i l 紗的捻度分布 張力o 2 c n t c x 圖2 2 39 s i r o f i l 紗三種方法測得捻度的關(guān)
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