我國三聚氰胺泡沫塑料發展中存在的問題及建議

2024年3月31日發(作者：寫雪的作文)

第４２卷，第２期　

２０１４年２月　

工程塑料應用　

Ｖ。１?４２?Ｎ。－２　

ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＰＬＡＳＴＩＣＳ?。粒校校蹋桑茫粒裕桑希巍?/p>

Ｆ

ｅｂ．２０１４　

１０７　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３５３９．２０１４．０２．０２５　

我國三聚氰胺泡沫塑料發展中存在的問題及建議古　

劉軍霞　，楊金　，姜其斌　，楊軍　，謝建軍　

ｆ１．中南林業科技大學材料科學與工程學院，長沙４１００００；２．株洲時代新材料科技股份有限公司，湖南株洲４１２０００）　

摘要：針對我國三聚氰胺泡沫塑料的研究開發工作起步較晚且尚未得到廣泛應用的現狀，在總結國內外研究開　

發與應用現狀的基礎上討論了我國三聚氰胺泡沫塑料發展中存在的主要問題，包括研究不足、開發盲目、應用受限　

等，最后結合實際提出了深化理論研究及拓展應用領域等發展建議?！?/p>

關鍵詞：三聚氰胺；泡沫塑料；問題；建議　

中圖分類號：ＴＱ３２８　文獻標識碼：Ａ　文章編號：１００１—３５３９（２０１４）０２?０１０７—０４　

Ｐｒｏｂｌｅｍｓ?。幔睿洹。校颍铮穑铮螅幔欤蟆。椋睢。模澹觯澹欤铮穑恚澹睿簟。铮妗。停澹欤幔恚椋睿濉。疲铮幔怼。校欤幔螅簦椋悖蟆。椋睢。茫瑁椋睿帷?/p>

Ｌｉｕ?。剩酰睿椋帷。?，Ｙａｎｇ?。剩椋睿?/p>

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Ｊｉａｎｇ　Ｑｉｂｉｎ　，Ｙａｎｇ?。剩酰睢。兀椋濉。剩椋幔睿辏酰睢?/p>

（１．Ｓｃｈｏｏｌ?。铮妫停幔簦澹颍椋幔欤蟆。樱悖椋澹睿悖濉。幔睿洌牛睿纾椋睿澹澹颍椋睿?，Ｃｅｎｔｒａｌ?。樱铮酰簦瑁眨睿椋觯澹颍螅椋簦。铮妫疲铮颍澹螅簦颍。幔睿洌裕澹悖瑁睿铮欤铮纾?，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｚｈｕｚｈｏｕ　

Ｔｉｍｅｓ　Ｎｅｗ?。停幔簦澹颍椋幔臁。裕澹悖瑁睿铮欤铮纾。茫铮蹋簦洌冢瑁酰瑁铮酢。矗保玻埃埃埃茫瑁椋睿幔?/p>

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ?。簦铩。簦瑁濉。螅簦幔簦酰蟆。簦瑁幔簟。簦瑁濉。颍澹螅澹幔颍悖琛。幔睿洹。洌澹觯澹欤铮穑恚澹睿簟。铮妗。恚澹欤幔恚椋睿濉。妫铮幔怼。穑欤幔螅簦椋悖蟆。幔簟。瑁铮恚濉。螅簦幔颍簦澹洹。颍澹欤幔簦椋觯澹欤?/p>

ｌａｔｅ?。幔睿洹。睿铮簟。鳎椋洌澹欤。酰螅澹?，ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ?。螅酰悖琛。幔蟆。椋睿螅酰妫椋悖椋澹睿簦妗。螅簦酰洌?，ｂｌｉｎｄｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｌｉｍｉｔｅｄ?。幔穑穑欤椋悖幔簦椋铮睢。鳎澹颍濉。洌椋螅悖酰螅螅澹洹?/p>

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ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ?。簦瑁濉。簦瑁澹铮颍澹簦椋悖幔臁。颍澹螅澹幔颍悖琛。幔睿洹。澹穑幔睿洌椋睿纭。簦瑁濉。幔穑穑欤椋悖幔簦椋铮睢。椋澹欤妫洹。鳎澹颍濉。穑酰簟。妫铮颍鳎幔颍洹。椋睢。簦瑁濉。澹睿洹。悖铮恚猓椋睿纭。鳎椋簦琛。簦瑁濉。幔悖簦酰幔臁?/p>

ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?。螅椋酰幔簦椋铮睢。铮妗。簦恚澹欤幔恚椋睿濉。妫铮幔怼。穑欤幔螅簦椋悖螅?/p>

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｌａｍｉｎｅ；ｆｏａｍ　ｐｌａｓｔｉｃ；ｐｒｏｂｌｅｍ；ｐｒｏｐｏｓａｌ　

三聚氰胺泡沫塑料是以三聚氰胺甲醛（ＭＦ）樹脂為基　

體，在一定工藝條件下發泡而成的具有高開孔率的新型泡沫　

塑料，又名密胺泡沫塑料，它具有優異的吸聲性、保溫性、清　

盡管我國三聚氰胺泡沫塑料的生產技術在不斷改進、　

產品質量在不斷提高，但產品的性能對發泡工藝的高要求使　

得我國許多三聚氰胺泡沫塑料還處于實驗室階段而未廣泛　

進入建筑、交通等應用領域。筆者先總結了近幾年國內外三　

聚氰胺泡沫塑料的開發現狀，然后就三聚氰胺泡沫塑料在我　

潔性、耐熱穩定性、衛生安全性和二次加工性等優點，是近年　

來開發的具有高科技含量、高應用價值的泡沫塑料。和傳統　

泡沫塑料如聚苯乙烯、聚氨酯相比，三聚氰胺泡沫塑料具有　

國的研究和發展中存在的主要問題進行了簡要概述，并結合　

我國實際情況給出了相關建議?！?/p>

１　國內外三聚氰胺泡沫塑料開發應用現狀　

１．１　國外開發應用現狀　

本征阻燃性，遇高溫或明火時不軟化、不流滴、僅產生極少量　

煙霧；和酚醛泡沫塑料相比，它的力學性能高、吸水率低　】。　

隨著人們對材料要求的提高，三聚氰胺泡沫塑料憑借優異的　

性能在建筑、交通、航空、軍事、電子、民用等方面得到廣泛的　

應用，也是一種具有廣闊應用前景的環保型阻燃材料　】?！?/p>

三聚氰胺泡沫塑料于２０世紀９Ｏ年代由德國ＢＡＳＦ公　

司首先開發生產和獨家擁有專利。我國的開發工作起步于　

２１世紀初，２００４年，由北京綠寰宇有限公司獨家開發的“三　

聚氰胺泡沫塑料專用樹脂工業化生產技術”和“三聚氰胺泡　

沫塑料工業化生產技術”順利通過北京市科委組織的成果　

鑒定，這標志著我國的三聚氰胺泡沫塑料從實驗室階段到工　

業化生產的成功轉型［３１０　２００７年，我國在河南中原大化年產　

ＢＡＳＦ公司在三聚氰胺泡沫塑料的制備、改性和應用上　

都有獨特的研究，每年都有大量相關的專利在全球多個國家　

得到申請，其泡沫塑料產品在全世界具有領先和幾近壟斷的　

地位。此外，日本在三聚氰胺泡沫塑料方面也有大量研究。　

Ｈ．Ｓｔｅｉｎｋｅ等【５　將ＭＦ預聚體發泡，隨后將未固化的　

泡沫壓縮，最終制得了壓縮后具有彈性的三聚氰胺泡沫塑　

料；另外，在發泡過程中加入致孔劑從而制備了具有空心微　

國家自然科學基金項目（３１２７０６０３）　

聯系人：謝建軍，博士，教授，博士生導師，主要從事功能高分子　

材料、膠粘劑和聚合反應工程研究　

收稿日期：２０１３－１２—０３　

６萬ｔ三聚氰胺生產線的基礎上實現了三聚氰胺泡沫塑料的　

工業化生產，填補了我國這項技術的空白＿４＿?！?/p>

１０８　工程塑料應用?。玻埃保茨?，第４２卷，第２期　

球結構的泡沫塑料，球徑為２６０～４９０　ｍ【６］。Ｈ．Ｂａｕｍｇａｒｔｌ　

等　將ＭＦ樹脂預聚物和發泡劑、固化劑的混合物加熱發泡　

并交聯，然后將泡沫塑料進行回火處理，從而得到了一種制　

備三聚氰胺甲醛泡沫塑料的方法，并給出了該方法生產的泡　

沫塑料產品在飛機、船舶和車輛等交通工具中，以及在機械　

結構、建筑結構、清潔產品中的應用。Ｋ．Ｙｕｋｉｓｈｉｒｏ等　將三　

聚氰胺泡沫塑料在２００℃以上的條件下熱壓１０?。恚椋钜陨?，　

使其被壓縮到一定范圍，這種方法可提高泡沫塑料的壓縮強　

度并降低其脆性，但是距離實際應用仍有一定差距。　

Ｉ．Ｙａｓｕｏ等　將三聚氰胺泡沫塑料浸漬在氟樹脂溶液　

中，隨后將浸漬有氟樹脂的泡沫塑料在輥壓機下滾壓、干燥，　

即可得到具有良好抗油性的三聚氰胺泡沫塑料，該方法在提　

高泡沫塑料抗油性和韌性的同時并沒有降低泡沫的其它優　

異性能。Ｊ．Ｍ．Ｐｒｙｂｏｔｉｃ等”　用類似方法將三聚氰胺泡沫塑　

料充分浸漬在聚硅氧烷樹脂溶液中，隨后壓淋出其中的樹脂　

溶液、干燥和熱處理后即可得到具有疏水性能和低游離甲醛　

含量的泡沫塑料。Ｋ．Ｈａｈｎ等　”發明了一種用Ｃ６～Ｃ２０烷　

基化合物對ＭＦ樹脂進行改性的方法，該方法在不降低泡沫　

塑料其它綜合性能的前提下，賦予泡沫塑料很好的疏水疏油　

性，改性后的泡沫塑料可很好地用于液一液分離及作為油罐　

防漏物?！。龋樱簦澹椋睿耄宓取尽俊≡谥苽淙矍璋烽_孔泡沫塑料　

過程中加入無機填料，使得泡沫構架的三維分又支撐物上都　

有粒狀填料嵌入，從而得到了一種具有防火特性及良好力學　

性能的三聚氰胺泡沫塑料?！?/p>

另外，Ｈ．Ｊ．Ｑｕａｄｂｅｃｋ等　介紹了一種含有三聚氰胺　

泡沫塑料的電化學原件，Ｄ．Ｊ．Ｐｕｎｇ等　把三聚氰胺泡沫塑　

料應用到清潔產品上?！?/p>

１．２國內開發應用現狀　

杜耕耘［１　將預發泡的ＭＦ樹脂與發泡劑、酸類固化劑　

混合，在微波下發泡，再進行熱處理成型后得到了具有良好　

安全性、可靠性和實用性的三聚氰胺泡沫塑料。段洪東等　印　

在微波發泡過程中加人具有增強馬拉高尼效應的分子，該分　

子不僅可很大程度上減少發泡劑用量，且可大范圍地涮節泡　

沫孔徑，從而使三聚氰胺泡沫塑料各方面性能得到大幅度提　

高。楊斌峰等”　在ＭＦ樹脂合成過程中引入改性劑共聚，　

得到固體含量高于８５％的改性ＭＦ樹脂，再與其它助劑混　

合均勻后發泡，達到預定密度后再移入烘箱或微波爐熟化，　

得到閉孔率９０％以上的硬質泡沫塑料，其具有良好的力學　

性能和阻燃性能，主要用于建筑外墻保溫。　

陳留拴等　發明了在樹脂發泡過程中加入納米橡膠或　

納米無機材料的方法，有效地改善了樹脂的分散性，縮短了　

乳化時間，很好地提高了泡沫塑料的韌性。馬榴強等［１　在　

ＭＦ樹脂發泡過程中添加了無機輕質材料（包括珍珠巖、熟　

蛙石、膨脹石墨、海泡石等１進行改性，制得的泡沫塑料不但　

可降低樹脂單體消耗量，提高泡沫塑料的耐溫性能和燃燒性　

能，還可適當降低泡沫塑料的成本。王玉忠等　伽在ＭＦ樹　

脂制備過程中用纖維材料進行改性，再將改性后的樹脂發泡　

液與助劑混合，８０～１２０￣（ｉ下發泡固化，得到的三聚氰胺泡沫　

塑料具有優異阻燃性、柔韌性，壓縮強度等力學性能也獲得　

了較大提升，加之其方法簡單易行，生產成本低，有利于大規　

模推廣應用?！?/p>

張海永等　發明了一種管路保溫用三聚氰胺泡沫塑　

料，按照管路形狀加工好厚度適中的三聚氰胺泡沫塑料，并　

將其套在管路外側，外面再包覆加固保護層，保護層加裝包　

覆帶固定，即可達到管路保溫的效果。楊斌峰等口　提供了　

一

種三聚氰胺泡沫塑料排水板，該排水板由非閉孔三聚氰胺　

泡沫塑料和濾布組成，濾布包覆在泡沫塑料上，制成條狀或　

各種異形結構的排水板，該排水板具有壓縮強度高、排水效　

率高、生產成本低、環保等特點。　

２我國三聚氰胺泡沫塑料發展中存在的主要問題　

２．１基礎理論研究不足　

目前，國內報道的有關三聚氰胺泡沫塑料的文獻不多，　

且大部分的內容是關于泡沫塑料制備與泡沫性能研究方面　

的，涉及基礎理論如三聚氰胺結構號ｌ生能的關系、發泡原理、　

發泡工藝參數、固化原理、添加劑的影響等方面的研究報道　

很少。相益信口　研究了ＭＦ樹脂改性劑對三聚氰胺泡沫塑　

料密度、熱性能及阻燃性能的影響；孫瑞朋等　研究了甲　

醛／三聚氰胺配比、發泡劑種類對ＭＦ樹脂物理Ｉ生能及三聚　

氰胺泡沫塑料泡孑Ｌ結構、力學性能和阻燃性能的影響；王東　

衛等　探討了不同發泡方式、不同發泡劑、改性劑的用量對　

泡沫塑料性能的影響。但以上文獻未對ＭＦ樹脂的改性過　

程動力學及其機理、ＭＦ樹脂物理化學性能及其微觀化學結　

構與發泡性能、發泡機理、固化機理、各種性能的關系進行研　

究，也未揭示發泡劑類型及其結構與泡孑Ｌ結構、泡沫塑料力　

學性能的關系。在討論不同發泡方式時，未考慮發泡時問、　

溫度、微波功率等的影響，也未進行相關機理的研究?！?/p>

由于三聚氰胺泡沫塑料的基礎理論研究非常薄弱，嚴　

重制約了國內企業開發出綜合性能好的泡沫塑料產品，也制　

約了現有三聚氰胺泡沫塑料質量和性能的提高。在三聚氰　

胺泡沫塑料研究上缺乏基礎理論研究的支持，直接導致了開　

發的隨意性和盲目性，這也是國內三聚氰胺泡沫塑料產品數　

量少且性能低于國外產品的主要原因?！?/p>

２．２產品開發與理論研究脫節　

我國三聚氰胺泡沫塑料的研究工作起步較晚，２００７年　

才正式生產。近年來，隨著三聚氰胺泡沫塑料的興起，研究　

該課題的單位和組織越來越多，如四川大學、鄭州大學、北京　

劉軍霞，等：我國三聚氰胺泡沫塑料發展中存在的問題及建議?。保埃埂?/p>

聯合大學、青島科技大學、中國林業科學研究院南京林產化　

學工業研究所等，但實際投入生產的三聚氰胺泡沫塑料非常　

少，市場上除了河南中原大化的產品外，很難見到其它廠家　

氰胺泡沫塑料在國際上的市場競爭力?！?/p>

２．５產品開發與應用脫節　

三聚氰胺泡沫塑料因具有多種特殊功能，其研究與應　

用越來越受到重視，然而不同的用途對泡沫塑料性能的要求　

的產品　，即使有其它企業的產品，其性能也很難達到相關　

的要求。造成這種情況的主要原因是只對產品進行了開發，　

未系統地進行相關基礎理論如ＭＦ樹脂和發泡劑結構與發　

也不同，如：軌道交通領域要求泡沫塑料質輕、吸音性好、阻　

燃性好；建筑領域要求泡沫塑料力學性能高、阻燃、質輕、?！?/p>

溫性好；聲學工程要求隔音性好；清潔產品要求泡沫塑料親　

水親油、吸附而不粘結等。王宜明等　發明了一種制備三　

聚氰胺絕熱硬質發泡板材的方法，該開發專利未就泡沫板材　

泡性能的關系，泡孔結構對其產品性能的影響規律，發泡過　

程中氣泡成核機理、氣泡長大與破裂、聚并及其破裂、聚并動　

力學研究，造成產品開發與理論研究的脫節，使得研究出來　

的成果不能很好地服務于企業生產，導致研究資源浪費。　

２．３　產品開發與工藝條件優化的脫節　

三聚氰胺泡沫塑料綜合性能的改善取決于多種原因，　

其中發泡１二藝的研究非常重要。ＭＦ樹脂在發泡過程中需加　

人發泡劑、泡孔穩定劑（表面活性劑）、固化劑等，它們的種類　

與用量直接影響產品的質量，至今未見公開文獻系統地研究　

這些因素對發泡產品性能的影響，也未見不同發泡工藝過程　

及其參數如熱發泡過程與微波發泡過程的規律性研究結果?！?/p>

發泡劑的種類可以是物理發泡劑和化學發泡劑，不同的發泡　

劑對泡孑Ｌ大小、密度、長徑比影響不同，進而影響了產品的吸　

音性、保溫性等性能；發泡劑的用量對泡孔結構及開孑Ｌ率的　

影響很大，直接決定了泡沫塑料的密度及力學性能，但至今　

未見其文獻公開報道?！?/p>

包建軍等　在ＭＦ樹脂合成過程中用多羥基化合物進　

行改性，將改性的樹脂發泡后得到了綜合性能良好的泡沫塑　

料，但未對發泡工藝進行深入研究。隨著三聚氰胺泡沫塑料　

逐漸成為研究熱點，發泡工藝的研究應當成為產品研究中引　

起重視的環節，如何選擇發泡劑、如何實現泡孔的均勻性、如　

何在改善韌性的同時不降低阻燃性、如何在降低密度的同時　

保證良好的力學性能等，還有很多問題亟待解決?！?/p>

２．４原料優勢與泡沫塑料產品劣勢形成鮮明對比　

我國現有１００多家三聚氰胺生產廠家，生產能力達１００　

萬ｔ／ａ，具有自主知識產權的三聚氰胺生產技術已出口國外，　

成為世界上最大的三聚氰胺生產地和出口國，無論是在生產　

能力、市場需求還是出口貿易方面，我國三聚氰胺在國際市　

場均處于優勢地位［２９］ｏ然而我國三聚氰胺的應用主要集中　

在涂料、粘合劑、皮革、造紙、紡織、餐具等傳統應用領域【３　，　

而在新領域內如微膠囊、泡沫塑料等方面的開發應用較少，　

從而造成了原料優勢和泡沫塑料產品劣勢的鮮明對比?！?/p>

我國應當加大對三聚氰胺泡沫塑料的開發力度與資金　

投入，使國內的三聚氰胺原料優勢充分地為泡沫塑料服務：　

應使日益提升的三聚氰胺生產能力能夠為其泡沫產品的全　

面產業化提供充分、可靠的原料保障；并使三聚氰胺的低價　

位降低其泡沫產品的成本、提高性價比，從而提高我國三聚　

的應用給出具體說明?！?/p>

根據文獻資料報道，我國三聚氰胺泡沫塑料的研究開　

發主要集中在軟質泡沫塑料（密度為８～２０?。耄纾恚常?，而硬　

質泡沫塑料（密度大于３０　ｋｇ／ｍ　）和微孔泡沫塑料的制備　

與研究工作報道的很少［３２］ｏ硬質三聚氰胺泡沫塑料為閉孔　

結構，相比于軟質和半硬質的三聚氰胺泡沫塑料，它具有更　

高的力學性能和耐熱性能　，因而能夠作為夾層結構承載件　

的芯材被廣泛應用于航空、航天及風電等領域。微孔泡沫塑　

料的隔熱、吸振、比強度等性能優于一般的泡沫塑料，加之其　

孔徑只有１　１０?。?，適合用來制造薄壁制件，如導線包皮、　

內存條密封層和微電子線路絕緣層等［３４１ｏ　

目前，我國三聚氰胺泡沫塑料的應用還未全面推廣，市　

場化一度受限，產品的開發生產具有一定的隨意性，因此有　

必要將產品的開發與應用聯系起來，根據各種用途的要求，　

積極開展相關開發研究，制備出不同性能要求的產品。全面　

地開發三聚氰胺泡沫塑料產品，深入研究產品性能與應用的　

關系，就特定應用場合對其產品結構、性能進行針對性的研　

究，開發適合于不同應用場合、環境與用戶所需的產品，使其　

良好的性能得到充分的應用，可以很大程度上提高國民經濟　

建設的質量、節約成本，對經濟建設及人民生活水平的提高　

有著重大的意義。　

３發展建議　

３．１深化理論研究　

堅固的研究基礎可以為新產品的開發提供有力的理論　

支撐。盡管目前我國三聚氰胺泡沫塑料的階段性研究和工　

業化裝置生產已取得一定成功，但存在的很多問題也嚴重制　

約了它的發展。為了更好推進發展進程、優化產品質量，還　

應當切實做好對三聚氰胺泡沫塑料的理論研究，如三聚氰胺　

泡沫塑料的結構與形成機制ｒ發泡劑種類及其作用機制、泡　

孔結構與形成機制等）的關系，結構與性能［包括力學性能　

（拉伸、壓縮、彎曲、斷裂伸長率、黏彈性等），熱性能（熱分解、　

熱失重、阻燃與導熱等），吸音隔音性能，阻尼性能，加工性能　

等］的關系，探究固化機理，研究不同發泡劑的優缺點和使　

用條件，明確各種發泡技術的優缺點及適用范圍，探討發泡　

１１０　工程塑料應用　２０１４年，第４２卷，第２期　

工藝參數（發泡劑種類及其用量、發泡溫度與時間、發泡方　

式、固化劑種類及其用量、增塑劑、表面活性劑等）對產品性　

能（如泡孔大小及其分布、密度、力學性能、熱性能、吸音隔　

音性能、阻尼性能等）的影響?！?/p>

３．２拓展三聚氰胺泡沫塑料的應用領域　

作為一種新型材料，三聚氰胺泡沫塑料在許多領域具　

有非常廣泛的市場前景，其性能和相關領域的應用具有可持　

續開發態勢。三聚氰胺泡沫塑料具備的優異性能，可使其很　

好地應用在各種領域：在飛機、船舶、軌道、車輛等交通工具　

的內部組件中用作隔熱、阻燃和隔音材料，在屋頂、室外、門　

和地板等建筑部件中用作隔音或隔熱材料，在冰凍設備、油　

罐和液化氣容器等機械工程中用作低溫隔熱材料，在包裝上　

用作隔絕壁夾層、隔熱和吸震材料等。此外，由于三聚氰胺　

泡沫塑料具有極低的甲醛釋放量，還可很好地應用在人們的　

日常生活中：三聚氰胺泡沫塑料可用作清潔裝置，例如用于　

輕微摩擦清潔、研磨和拋光海綿，對于特定的清潔任務，該泡　

沫材料還可被賦予特殊的疏水性和疏油性涂層；可用于衛生　

領域，例如以薄網的形式作為傷口包扎材料，或作為嬰兒尿　

布、婦女用品和失禁產品的組分?！?/p>

總之，隨著三聚氰胺泡沫塑料的應用領域不斷地被開　

發和推廣，其必能很好地為人類的生產和生活服務。　

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Ｄｕａｎ　Ｈｏｎｇｄｏｎｇ，ｅｔ?。幔保茫危海保埃玻担福担玻罚玻粒郏校荩玻埃保病埃贰保福?/p>

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