染料按化学结构分类
染布基础知识
染料植物可分为草本植物，木本植物；还可按生长状态分为野生植物，种植植物。
1按染色性质分类还原型：某些植物染料不溶于水，需要使用还原剂使其溶解使之上染纤维，然后再氧化复变为不溶性而固着在织物上的染料。
如靛蓝的染色是先将不溶于水的靛蓝在碱性溶液中还原成可溶性的隐色体靛白，使之上染纤维，然后将织物透风氧化，再复变为不溶性的靛蓝而固着在织物上。
直染型：某些植物染料的天然色素对水的溶解度好，染液能直接吸附到纤维上，可以采用直接染色法染色的染料，如红花、冻绿等。
媒染型：某些植物染料天然色素对水的溶解度颇好，染液成分虽然能直接吸附到纤维上，但染色牢度较差，需要采用助剂或媒染剂进行染色的一类染料。
直染、媒染型：即可直接进行染色，也可利用媒染剂进行染色的一类植物染料。
如黄柏、姜黄、栀子等。
其他类型：利用植物染料中天然色素对酸碱性的溶解度不同，使之在纤维上固着染色，如红花、郁金。
2按化学结构分类天然染料有多种化学结构，按化学组成可分为：类胡萝卜素类：栀子黄类黄酮类：槐花黄、青茅草黄、杨梅黄、红花红、紫杉红等醌类：大黄黄、茜草根红、紫草紫等多酚类：石榴根黑、槟榔子黑、棕儿茶树皮黑、栗树皮黑、木包树皮黑、杨梅树皮黑等二酮类：姜黄素吲哚类：靛蓝生物碱类：黄柏叶绿素类：大多数绿色植物3按颜色分类按颜色分类是指按纤维或织物染色后的颜色对天然染料进行分类：红色系的植物染料：茜草、红花、苏木等。
黄色系的植物染料：有栀子、槐花、姜黄等。
蓝色系的植物染料：蓼蓝、菘蓝、木蓝、马蓝等，紫色系的植物染料：紫草、紫檀(青龙木)、野苋、落葵等。
绿色系植物染料：冻绿及含叶绿素的植物。
棕色系的植物染料：有茶叶、杨梅栎木、栗子果皮、胡桃、冬瓜等。
灰色与黑色素的植物：菱、五倍子、盐肤木、柯树、槲叶(槲若)，漆大姑、钩吻(野葛)、化香树、乌桕、菰等。
主要是利用鞣质植物染料在纤维上经媒染生成灰、黑色系。
染布过程:操作流程：布料的选择：素色棉纱，真丝，绵绸，棉布（以上材料可以在东门中的京华布料城买到）染料的选择：植物染料（中草药和蔬菜提炼，成本低）；华德福进口植物染料（红黄蓝三原色，染布效果好，价格有点高）；还有人推荐用水彩做染料。
第十一章分散染料
分散蓝E－BR
§4 其他类型分散染料 1. 硝基二苯胺类 主要为黄色，日晒牢度优良，但消光系数小。
NH
C.I.分散黄33 C.I.分散黄42
R1 SO2N
R2
NO2
R1
R2
H
H
H
2. 苯并咪唑类 主要为鲜艳的黄、橙色，但耐升华牢度差。
O
C N
C N
OCH3
分散荧光黄Ⅱ
3. 苯乙烯类
三、分散染料结构与耐升华牢度的关系
• 耐升华牢度是指分散染料染色织物在高温 作用下，染料发生升华而使织物褪色的程 度。耐升华牢度是分散染料的重要性能指 标。
• 分散染料的耐升华牢度与染料的分子结构 有关。染料分子间结合力越大，染料不易 升华，耐升华牢度好。
• 提高分散染料耐升华牢度的方法
（1）对于偶氮型分散染料可通过提高染料的 分子量或引入极性基团的方法。
HO
X X
• 偶氮染料的重氮组分中引入吸电子基，降 低－N＝N－中N原子的电子云密度，使光 氧化反应2N
NN
C2H5 N
C2H4CN
R
－NO2 －OCH3 －CH3 －H
耐晒牢度 2
3～4 4～5 5
－Cl 5～6
－CN 6～7
• 在偶合组分中取代基的给电子基的给电子性降 低，染料的耐晒牢度提高。
2. 染料分类
（1）按应用分类
低温型（E型）：染料分子结构小，移染性、 扩散性、匀染性好，耐升华牢度差，适用于 浸染法染色，染色温度120～130℃。
高温型（S型或H型）：染料分子结构较大， 移染性、扩散性、匀染性差，耐升华牢度好， 适用于热熔法染色，染色温度200～220℃。
第四章 概述(一)染料概述
耐摩擦牢度及其测定
影响耐摩擦牢度的因素
与染料在纤维上分布状态有关，染料染透性好， 表面无浮色，则摩擦牢度高
染色浓度高时，易造成浮色，摩擦牢度差
注意：评定染料的染色牢度，应将染料在纺织 物上染成规定的色泽浓度才能进行比较 ，因为 色泽浓度不同，所测牢度不一样
（3）耐日晒牢度及其测定
指染品受光照时保持不褪色、不变色的能力
亲合力是染料上染纤维的趋势
亲合力越大，染料上染纤维的趋势越大，染料 的利用率越高。因此可以从亲和力的大小判断 染料的上染能力。
注意
不同类型的染料对不同种类的纤维有不同的亲 和力
要针对具体纤维进行染料类别的选择
3、染料必须具有颜色
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
染料是染色过程中的着色剂
注意：颜料与染料的区别
六、光、色、拼色及计算机测配色
概念
光的色散 单色光 光谱色 补色
六、光、色、拼色及计算机测配色
(一)、光与色的基本知识 光与色
光是一种电磁波，它包括γ射线，X射线，紫外线、可见 光、红外线及无线电波，它们的区别在于波长和频率不 同。只有波长在范围在380－780nm的部分能引起人们的 视反应，通常将这部分电磁波称为光或可见光。
四、染色牢度
概念
指染色产品在后加工使用或服用过程中，染料（颜料） 在各种外界因素的影响下，能否保持原来色泽状态的 能力。
是衡量染色产品质量的重要指标之一。 引起褪色或变色的外界因素
后续加工过程中的酸、碱、氧化剂、还原剂等 服用过程中的日晒、洗涤、摩擦、汗渍、熨烫等
染色牢度主要包括：
与后处理有关
固色
（2）耐摩擦牢度及其测定
偶氮染料结构和色彩的关系
偶氮染料结构和色彩的关系
偶氮染料作为有机化学中的重要类别，有着牢固的结构，能够给力地抵抗紫外线、固体磨擦和氧化溶剂的腐蚀，是化学行业中极为重要的产品类别之一。
此外，偶氮染料也具有良好的着色性能，根据其特定的结构及吸附性能，为消费者提供了饱满的色彩。
偶氮染料一般按化学结构不同，可以分为两大类：吡咯类和多氮官能团类。
其中，吡咯类染料是由吡咯和亚胺偶氮两种结构构成，具有颜色深、色泽稳定的特点，品种多，可以提供广泛的色彩选择，俗称“吡咯色”，常用于现代涂料领域。
另外，多氮官能团类染料的核心分子中含有多个氮官能团，既可以提供高光泽度的色彩，又可以给涂料表面带来性能优越的功能，因此常用于高档涂料领域。
因为偶氮染料拥有不同的结构类型，所以它们能够提供各种各样大致平衡的色调，比如红色、橙色、黄色、绿色、蓝色以及暖色的深木色和暗青灰色，每种色彩都有多种浓度可供选择，用户可以根据需要选择合适的组合。
总而言之，偶氮染料有着优秀的牢固性，着色性能也得到了很好的发挥，系统的结构设计也为染料得到了美丽、品质卓越的色彩表现提供了可能，为化学行业带来强大的活力。
第六章 酸性染料、
第三节 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的上染原理
一、羊毛、蚕丝和锦纶的两性性质染料的上染机理
• 纤维的性质：
羊毛、蚕丝、聚酰胺纤维都有一个共同的结构特征，
即三种纤维大分子链均以酰胺键连接而成，都含有碱 性基团（-NH2）和酸性基团（-COOH）,即可象酸又 可象碱一样电离，具有与碱或酸结合的能力，因此具 有两性性质，即在水溶液中，存在等电点。但它们分
• 温度：分子结构小的60-70℃，分子结构大80-95℃
酸性染料在不同纤维上湿牢度为：尼龙>羊毛>蚕丝。
第一节 引言 第一节 引言
二、酸性媒染染料
综合了酸性染料和媒染染料的结构特点和染色性能， 分子中含有-SO3Na，分子结构较小，并在合适的 位置，含有可与金属离子螯合的基团。
染色特性：在酸性溶液中上染纤维，加入Na2Cr2O7 处理，使Cr3+与染料、纤维之间形成螯合物颜色变 深、变暗，日晒牢度、皂洗牢度显著提高。 主要用于羊毛纤维。也可用于蚕丝、尼龙。
COO
-
2. 吸酸，吸碱反应：羊毛在pH4-9，很少吸酸也很少吸碱。
H+
H+
COOH
NH2
NH3
• 即吸酸量不再增加，吸收质子数量与氨基含量基本一致，
氨基含量约为0.8-0.9mol/kg，此值称为羊毛的吸酸饱
和值（与-NH2含量基本一致）
• 如pH继续下降，羊毛的吸酸量又很快上升
O C NH H+ O C NH2
于当量吸附。
第四节 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的染色工艺
酸性染料目前的染色工艺（染色方法）通常采用浸染的方 法，而在浸染中易产生的质量问题主要为染色不匀或称
为色花。根据孔道扩散模型，D与dCp/dCa关系为：
各种染料介绍
酸性染料能在酸性(或中性)介质中进行染色的染料。
一种阴离子染料。
一般在酸性溶液中染色。
分子中含有磺酸-so 3h、羧酸-cooh 等水溶性基团。
按染色时酸性的强弱分强酸性染料、弱酸性染料、中性染料等。
强酸性染料多用于羊毛染色；弱酸性染料多用于真丝绸及锦纶，为真丝织物印染的主要染料。
这类染料电离后染料离子带负电，如伊红、刚果红、藻红、苯胺黑、苦味酸和酸性复红等，可与碱性物质结合成盐。
当培养基因糖类分解产酸使pH值下降时，细菌所带的正电荷增加，这时选择酸性染料，易被染色。
士林染料又称还原染料，一般用于棉织物的染色，不溶于水，通过在碱性条件下，用还原剂将染料还原后溶解于水而与织物反应，染色后用氧化剂氧化后显示正常颜色，日晒牢度极佳。
被称为永不褪色的染料。
还原染料经还原染料隐色体而后成染色的不溶性染料。
先在碱液中经还原作用变成可溶性的隐色体钠盐而为纤维素纤维吸着，再经过氧化，恢复成原来的不溶性染料，一般耐洗、耐晒坚牢度较高。
例如士林蓝等。
主要用棉、涤棉混纺织物印染，维纶亦可上色，在丝绸行业中，用于人丝、人丝·人棉交织，真丝绸拔染印花。
还原染料不溶于水，染色时要在碱性的强还原液中还原溶解成为隐色体钠盐才能上染纤维，经氧化后，回复成不溶性的染料色淀而固着在纤维上。
还原染料是染料中各项性能都比较优良的染料。
按其主要化学结构可分为靛类和蒽醌两大类。
它的色谱较全，色泽鲜艳，皂洗、日晒牢度都比较高，但因价格较贵，某些黄、橙等色有光敏脆损现象，使其应用受到一定的限制。
(一)还原染料染色过程还原染料染色时，可采用浸染，卷染或轧染。
一般纱线及针织物大都用浸染，机织物大都用卷染和轧染，一般都包括下述四个基本过程。
1.染料还原染料的还原过程，也就是还原染料隐色体的生成过程，一般都是在碱性介质中进行的。
在还原染料的分子结构中都至少含有两个羰基（＝C=O），它们在强的还原剂连二亚硫酸纳（俗称保险粉）的作用下，羰基被还原成羟基（－OH）。
纺织品分散染料标准
纺织品分散染料标准
一、染料分类
分散染料根据化学结构和性质，通常分为以下几类：
1. 偶氮型分散染料
2. 蒽醌型分散染料
3. 杂环型分散染料
4. 酞菁型分散染料
二、染料试验方法
1. 颜色试验：按照标准方法制备样品，使用标准光源和色差计进行颜色测量。
记录每个样品的颜色特征值，包括L*、a*、b*值。
2. 牢度试验：分别对每个样品进行摩擦牢度、水洗牢度、升华牢度和热牢度测试。
记录每个样品的牢度等级。
3. 化学性质试验：对每个样品进行化学性质测试，包括耐酸碱性质、耐氧化还原性质等。
记录每个样品的化学性质表现。
三、染料安全性能
1. 毒性试验：对每个染料进行毒性试验，包括急性毒性、慢性毒性等。
记录每个染料的毒性等级。
2. 环境影响：对每个染料进行环境影响试验，包括生物降解性、光解性等。
记录每个染料的环境影响等级。
四、染料使用规范
1. 使用范围：每个染料都有其适用范围，使用时应根据不同纤维和织物的性质选择合适的染料。
2. 使用条件：使用染料时应遵循规定的温度、时间、压力等条件，以确保达到最佳的染色效果。
3. 注意事项：使用染料时应注意安全，避免皮肤接触和眼睛接触，并确保通风良好。
五、染料质量标准
1. 外观：染料应呈均匀的固体颗粒状，无机械杂质和结块现象。
2. 细度：染料的细度应符合规定要求，以确保在染色过程中能均匀分散。
3. 强度：染料的强度应符合规定要求，即在使用相同量的染料时能达到最佳的染色效果。
4. 溶解性：染料应具有良好的溶解性，能在水中充分分散。
《染料化学全》课件
染料合成
1
染料合成的方法
概述了化学合成染料的不同方法，包括缩合、取代和还原等反应，以及它们的优 缺点。
2
染料合成的机理
解释了染料合成反应的机理，例如染料的形成和色团的引入过程。
3
数种常见染料的合成
以几种常见染料为例，详细说明了它们的合成方法和关键步骤。
染料的应用
织物染色
介绍了在纺织业中使用染料进行织物着色的过程和 方法。
纤维染色
讨论了染料在纤维制造过程中的应用，以及不同纤 维材料的染色特点。
皮毛染色
探讨了在皮革和皮毛制品行业中使用染料进行染色 的技术和挑战。
食品染色
介绍了食品工业中使用染料进行食品着色的目的、 方法和安全性考虑。
染料的评价与控制
染料化学在实际中的应用前景
探讨了染料化学在纺织、食品和印刷行业等领 域中的应用和创新前景。
1 染色完成度的评价
解释了评价染色完成度的 指标，包括色牢度、均匀 度和亮度等。
2 染料的快度评价
讨论了染料在使用和洗涤 过程中的快度性能评价， 以确保染料的持久效果。
3 染料的环保控制
介绍了染料在生产和使用 中的环境影响和控制方法， 以实现可持续发究方向，包括新型染 料合成和环保染料技术的发展。
染料的应用
讨论了染料在不同行业中的广泛应用，包括纺织、纤维、皮毛、食品和印刷等领域。
染料的结构与性质
1 染料分子的结构
解释了染料分子的基本结 构，包括色团和辅基，以 及它们对染料颜色和性质 的影响。
2 染料的光谱特性
讨论了染料在可见光谱范 围内的吸收、反射和透过 性质，以及它们与颜色的 关系。
第五章活性染料染色
或 D NH CO C CH2
X
国产PW型、国外Lanasol染料
特点：
（1）水解速率低，染色牢度好。
（2）反应性强
活性基由C＝C双键和卤素 两个活性基组成
（3）主要用于羊毛、蚕丝的染色。
三、活性染料的母体类型
要求：
色泽鲜艳、牢度优良、扩散性好，亲和力低
染料母体分子不能太大
通常有：偶氮类，蒽醌类，金属可络合类和酞菁类
（2）温度的影响：
温度升高，反应性增加，直接性降低，固色率降低。
图5－3 温度与直接性和反应性的关系 1－直接性 2－反应性
温度升高
V反应 增加 ；但V水解 增加更快
平衡上染百分率
染料直接性下降
固色率
反应性高的，温度低些；反应性低的，温度高些
（3）染色时间
上染时间 ＋
延 长
利于匀染
固色时间
延 长
第四节 活性染料对纤维素纤维的染色
★ 染色方法
浸染 卷染 轧染 冷轧堆
★ 染色方法的选择
注意：以下选择不是绝 对的，只是质量要好些
根据织物的组织结构、紧密度及厚薄而定。
紧密、厚重织物
不宜用绳状浸染、而 用卷染、冷轧堆染色
高支高密的织物 稀薄及弹力织物
不能采用轧染，易产 生皱条、擦伤疵病。
采用浸染法
0.5～1.5 1：（10～12） 视染料类别而定，85~95
10～25，10～25，10～15 9～11
工艺要点：
（1）染料的溶解 X型染料 冷水调成薄浆
其它染料 40～50 ℃调浆
溶解宜用软水
加冷水或30～35℃ 温水至规定量。
K型用70～80 ℃ 热水
KN、M型用60～ 70 ℃热水
染整工艺原理第6章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色
CH3
O
NH NaO3S
CH3
弱酸性绿GS（C.I.酸性绿25，C.I.61570）
染整工艺与原理
酸性染料染色
（三）三芳甲烷染料
如果在氨基三芳甲烷碱性染料分子中引入两个以上的磺酸基，则可转变为
三芳甲烷酸性染料，其中一个磺酸基与氨基形成内盐，剩余的磺酸基可保
证染料的水溶性。三芳甲烷酸性染料大多以浓艳的紫、蓝、绿色为主，色 泽特别鲜艳，但日晒牢度较差，日晒牢度不超过4级，很多品种只有1~2 级，有些蓝色品种不耐氧漂（如含过硼酸钠的洗衣粉）。另外，有些三芳 甲烷染料对酸、碱、中性电解质、氧化剂、还原剂、温度等条件极为敏 感，经常因这些不适当的条件而出现聚集、水溶性下降、变色和消色，造 成严重的染色质量问题。由于这类染料色泽鲜艳，故在丝绸印染中仍占有 一定的比例。
化而不同，蓝色和绿色染料广泛应用于羊毛、蚕丝和锦纶的染色，在
毛纺行业，一些染料品种常与酸性媒介染料拼色，以起到增艳作用。
染整工艺与原理
NaO3S
酸性染料染色
HO O NH2
O
NH
CH3
NaO3S SO3Na
O
OH
H2N
O
OH
酸性紫3B（C.I.酸性紫43，C.I.60730）
NaO3S O NH
酸性蓝B（C.I.酸性蓝45，C.I.63010）
染整工艺与原理
酸性染料染色
Hank 绞纱
Package 筒子纱
染整工艺与原理
C O
O
_
H3N +
O
O3S
_
O 3S
_
O C OH
+ NH3
O C O
+ NH3
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染料按化学结构分类
摘要：染料是指在一定介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的化合物。
主要用于染纺织纤维，也可用于皮革、纸张、高分子材料，甚至食物的着色。
染料的性能除了应具有鲜艳的颜色、较高的着色力以外，还必须具有一些其他的特性，如耐洗牢度、日晒牢度、耐热牢度、耐酸碱等使用和加工处理过程中的染色牢度。
这些性能不仅决定于染料的化学结构，而且决定于染料的其他因素，如物理状态等。
关键字：染料；化学结构；分类
1 前言
染料是使纤维或其它基质染成鲜明而坚牢色泽的有机化合物，作为染料除了具有鲜明的色泽外，还需能溶于水或借助于化学方法使之溶于水及制成分散液。
在染色时使染液而上染纤维，上染后具有一定的坚牢度，即在后加工或服用过程中保持不褪色。
有一部分有色物质（包括有机物和无机物）不溶于水和一般有机溶剂，但也能够上染纤维，他们往往借助于某些高分子物（粘合剂）将悬浮状态的颜料细小颗粒粘在纤维表面，这种有色物质称为颜料，颜料主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液着色。
利用在纤维上经化学反应合成颜料的方法也可进行染色。
2 染料的分类
染料按其化学结构，根据其共轭体系的结构分类可以分为：
2.1 偶氮染料（－N=N－）
偶氮（azo-metal Complex）为有机染料，它由Verbatim（万胜）和MITSUBISHI （三菱化工）研制。
噻唑杂环的偶氮染料的光吸收峰值靠近长波区域(>600nm)。
上图表示一种的偶氮染料[4氯-5(丙二氰叉基)甲基噻唑-4’N,N-二乙基胺基偶氮染料]的结构式。
该染料熔化温度为160℃，分解温度为290℃，能溶合于硝酸纤维素(NC)中。
染料在二氯甲烷中的吸收光谱中，吸收峰值位置为640nm，它与红光半导体激光器的波长(630~650nm)是相匹配的。
用He-Ne激光器作光源，初步
的动态读写性能显示当写入功率达14mW时，载噪比大于45dB(测试条件为：转速444r/min，载波频率500Hz，激光脉冲宽度80ns)。
2.2 蒽醌染料（A/Q）
主要有萘醌染料和蒽醌染料及其它们的衍生物，萘醌染料和蒽醌染料的一般结构式上图所示。
萘醌、蒽醌醌分子是一个强的电子受体，通过在分子内引入适当的给体和强的受体，将使它具有分子内电荷转移化合物的性质，吸收从可见区移到红外区，克分子消光系数增大，对商用半导体激光器的辐射有较强的吸收。
这类染料中研究得比较多的是1,4-萘醌型和9,10-蒽醌型染料，这类化合物不易溶解也不带电荷，一般以真空镀膜的方法来制备光盘的记录层，生产成本高。
但其优点是不用溶剂，因而盘基不受任何侵蚀，整个光盘的性质可得到改善。
2.3 靛系染料（indigoid dyes）
如靛蓝，硫靛。
还原染料的一类，分子中具有左侧所示特殊发色团的染料，发色团中—C=C—上并有亚氨基=NH或硫原—S—。
如果全是亚氨基则称靛蓝染料。
如果全是硫原子，或一个亚氨基和一个硫原子，则称硫靛染料。
颜色有橙、红、紫、蓝、棕、黑等。
不溶于水。
被还原成隐色体后才能溶于水中进行染色。
染色性能和牢度与蒽醌型还原染料相近。
用于天然纤维和人造纤维的染色和印花。
2.4 硫化染料
又称含硫染料，具有复杂的含硫结构，是有机物经硫或多硫化物的硫化作用而形成的结构复杂的一类含硫染料。
硫化染料使用时要用硫化钠或保险粉还原成为水溶性隐色体，再由被染物吸收后经氧化或其他作用变回原来的不溶有色物，以使染料固着于被染物上。
主要用于棉、麻纤维的染色，适合于纤维素纤维织品，色泽灰暗，主要有藏青、黑色和棕色，耐光、耐水洗牢度极好，耐氯漂牢度差，长期存放织物会破坏纤维。
2.5 酞箐染料（phthalo cyanine dyes）
它是指具有酞菁结构的一类染料。
一般是含有铜或铬、锌、镍、锰等金属原
子的有机络合物，但也有不含金属原子的。
多数酞菁染料是由颜料酞菁进一步加工而成。
例如：铜酞菁经磺化、中和可得直接耐晒翠蓝GL，铜酞菁经氯磺化再与对（β-羟乙基砜基）苯胺缩合可制得活性翠蓝KN-G。
酞菁染料的特点具有鲜艳的色泽，出众的日晒牢度，优良的皂洗牢度，主要用于棉、麻、粘胶及蚕丝等织物的染色和印花。
染色主要是通过使用酞菁中间体在织物上缩合而成，但染色方法和工艺实在是太过复杂，故而目前较少使用，倒是在CD光盘上酞菁颜料应用较多。
4 总结
近年来，随着纺织印染、油墨、油漆、塑料以及其他高分子等相关行业的快速增长，大大促进了染料工业的发展。
如今，我国不仅是世界第一染料生产大国，而且是世界第一染料出口大国，已经成为世界染料生产、贸易的中心。
综观我国染料现状，具有产量连年保持高速增长、出口不断增加等等诸多特点，我们从中可以略见染料工业发展的趋势。
但是随着人类跨入新千年，染料工业同其他化工行业一样也同时面临着机遇和挑战，必须加快发展步伐才能抓住机遇、迎接挑战。
总之，我国染料工业要关注国内外环境的变化，及时调整自己的生产经营战略，才能在国内外市场占有一席之地。
参考文献：
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l。