JPH0245529A - 改質されたポリイミド共重合体およびポリアミド酸共重合体 - Google Patents

改質されたポリイミド共重合体およびポリアミド酸共重合体

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JPH0245529A
JPH0245529A JP19545688A JP19545688A JPH0245529A JP H0245529 A JPH0245529 A JP H0245529A JP 19545688 A JP19545688 A JP 19545688A JP 19545688 A JP19545688 A JP 19545688A JP H0245529 A JPH0245529 A JP H0245529A
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bis
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Renichi Akahori
廉一 赤堀
Hidenori Kawai
川井 秀紀
Kosaku Nagano
広作 永野
Hitoshi Nojiri
仁志 野尻
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は耐熱性樹脂として知られるポリイミドに関する
。詳しくは、優れた熱的寸法安定性を有するポリイミド
共重合体の改質に関する。さらに詳しくは、フッ素原子
含有モノマーを共重合させることにより耐アルカリ加水
分解性が改良されたポリイミド共重合体に関する。
(従来の技術〕 ポリイミドはすぐれた耐熱性を有するポリマーとして良
く知られている。このポリマーはさらにすぐれた耐薬品
性、電気的特性、機械的特性を有している。代表的なポ
リイミドはよく知られているように4,4′−ジアミノ
ジフェニルエーテルとピロメリット酸二無水物から得ら
れるポリマーで商業的に大規模に生産されている。この
ポリマーはフレキシブルプリント基板など耐熱性を要す
る電気材料として用いられている。このポリマーは引張
特性などすぐれた機械的特性を有しているが熱的寸法安
定性が劣る( 3 X 10−5℃−1程度の大きい線
膨張係数)という欠点を有している。
ポリイミドは耐熱性を有しているので大きな温度変化を
うけることが多い。従ってすぐれた熱的寸法安定性を有
するポリイミドが望まれている。
特に最近のエレクトロニクスの発達と共にこのような要
望が増大している。
これに伴い、熱的寸法安定性に優れた4リイミドの開発
がさかんに行なわれている。
酸成分として ジアミン成分として を用い、これから得られる一般式(A)(式中、m、n
は正の整数) で示されるポリイミド9共重合体は優れた熱的寸法安定
性を有するポリイミド共重合体である。
しかしながらこのようにして得られたポリイミド共重合
体は代表的なポリイミドであるピロメリット酸二無水物
と4,4′−ジアミノジフェニルエーテルとから得られ
るポリマーと比べて、耐アルカリ加水分解性に劣ってい
るという欠点を有する。
ポリイミドフィルムがフレキシブルプリント基板材料等
に用いられる際には、アルカリ処理工程が含まれるため
、耐アルカリ加水分解性に優れたポリイミドフィルムが
望まれている。
尚、ここでいう耐アルカリ加水分解性は、5重ffi%
のNaOH水溶液に50℃にてポリイミドフィルムを5
分間浸漬したときの重量減少率のことを言うO (発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、優れた熱的寸法安定性を有する一般式
(A)で表わされるポリイミド共重合体の改質にある。
詳しくはこのポリイミド共重合体の優れた熱的寸法安定
性、機械的性質を損なうととなく、耐アルカリ加水分解
性を改良することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、酸成分として ジアミン成分として を主に使用し、さらにフッ素原子含有酸二無水物および
/またはフッ素原子含有ジアミンを一部使用して得られ
るポリアミド酸共重合体を脱水閉環イミド化してなるこ
とを特徴とするポリイミド共重合体に関する。
はじめに本発明の一すイミド酸共重合体の製造方法につ
いて説明する。
酸成分としてぎロメリット酸二無水物、ジアミン成分と
して4,4′−ノアミノノフェニルエーテル(以下OD
Aという)およびp−7エニレンジアミン(以下p −
PDAという)を主として用い、さらにフッ素原子含有
酸二無水物および/またはフッ素原子含有ジアミンを用
いて全酸成分を全ジアミン成分とを実質上等モル使用し
、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−
メチル−2−ピロリドン等の有機極性溶媒中、100℃
以下、好ましくは80℃以下、さらに好ましくは50℃
以下、特に好ましくは10℃以下の温度で反応させて本
発明のyJ? IJイミド共重合体前駆体であるポリア
ミド酸共重合体を得る。
このポリアミド酸共重合体を得るに際しては、ジアミン
主成分であるp −PDAとODAの使用割合は、モル
比で1)−PDAloDA −1/9〜9/1、好まし
くは1/7〜7/1、さらに好ましくは1/4〜4/1
である。
まだ共重合方法には何ら制約を受けるものでなくランダ
ム共重合等公知の方法、あるいは特願昭62−1741
26、同62−174128あるいは同62−1992
23明細書に記載されている反復単位のシーケンスをコ
ントロールするような重合方法等どのような方法によっ
ても本発明の効果を発現できる。反復単位のシーケンス
をコントロールすることによシ最終的に得られるポリイ
ミド共重合体の物性、特に引張物性がすぐれたものにす
ることができる。反復単位のシーケンスをコントロール
するには酸無水物あるいはジアミンのどちらか一方を過
剰に用い酸無水物基末端あるいはアミン基末端を有する
ブレポリマーをまず合成し、このブレポリマーを酸無水
物あるいはジアミンとして用いることによシ行なうこと
ができる。特に酸無水物基末端を有するブレポリマーを
用いる場合には最終的に得られるポリイミド共重合体の
物性がすぐれたものになる。
本発明のポリアミド酸共重合体は前記の有機極性溶媒中
、5〜4011L量チ、好ましくは5〜30重量%、さ
らに好ましくは5〜25重量%溶解されているのが取扱
いの面からも望ましい。
フッ素原子含有酸二無水物の使用量は酸成分全量に対し
て30mol%以下、好ましくは25 mol%以下、
さらに好ましくは20 mol%、特に好ましくは15
 molチ以下である。
また、フッ素原子含有ジアミンの使用量は、ジアミン成
分全量に対して30mol%以下、好ましくは25 m
ol%以下、さらに好ましくは20 mol%以下、特
に好ましくは15 mol%以下である。ただし、これ
らフッ素原子含有酸二無水物とフッ素原子含有ジアミン
の合計使用量は、酸成分全量とジアミン成分全量の合計
量に対して30mol%以下、好ましくは25molチ
以下、さらに好ましくは20mol%以下、特に好まし
くは15 mol%以下である。伺故ならば、これより
も過剰量の使用はポリイミド共重合体(A)が有する優
れた特性(熱的寸法安定性、機械的性質、耐熱性等)を
損なうからである。これらフッ素原子含有酸二無水物と
フッ素原子含有ジアミンは、そのどちらか一方、または
その両方、いずれでも使用することができ、また、その
各々は2種以上の異なるフッ素原子含有酸二無水物およ
び/またはフッ素原子含有ジアミンであってもよい。
次に本発明に使用することができるフッ素原子含有のモ
ノマーを具体的に例示する。
フッ素原子含有の酸二無水物としては2,2−ビス(3
,4−ジカルデキシフェニル)へキサフルオロプロパン
ニ無水物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカル〆キシ
フェノキシ)フェニル)へキサフルオロプロパンニ無水
物などのノや一フルオロイソプロぎル残基を有する酸二
無水物を挙げることができるが、さらには芳香環にフッ
素化アルキル基が直接結合したテトラカルボン酸二無水
物、例えば(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無
水物、ビス(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無
水物、5,5′−ビス(トリフルオロメチル) −3,
3’。
4.4′−ビフェニルテトラカルデン酸二無水物、2 
、2’、 5 、5’−テトラキス(トリフルオロメチ
ル)−3、3’、 4 、4’−ビフェニルテトラカル
デン酸二無水物、5.5′−ビス(トリフルオロメチル
) −3,3’、4.4’ −ジフェニルエーテルテト
ラカルがン酸二無水物、5.5′−ビス(トリフルオロ
メチル) −3,3’、4.4’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物、ビス(()リフルオロメチル)
ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、ビス((
)リフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ)ビフェ
ニルニ無水物、ビス((トリフルオロメチル)ジカルボ
キシフェノキシ)()リフルオロメチル)ベンゼン二無
水物、ビス(()リフルオロメチル)ジカルボキシフェ
ノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ビフェニルニ無水
物、ビス(()リフルオロメチル)ジカルボキシフェノ
キシ)ジフェニルエーテルニ無水物、ビス(ジカルボキ
シフェノキシ)(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水
物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオ
ロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェ
ノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン二
無水物、ビス(ジカルボキシフェノキンンヒス(トリフ
ルオロメチル)ビフェニルニ無水物、ビス(ジカルボキ
シフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ビフ
ェニルニ無水物などを挙げることができる。
フッ素原子含有のジアミンとしては、2.2−ビス(4
−アミノフェニル)へキサフルオログロノクン、2.2
−ビス(4−(2−アミノフェノキシ)フェニル)へキ
サフルオログロノクン、 2.2−ビス(4−(3−ア
ミノフェノキシ)フェニル)へキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
)へキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルバ
モイル−4−アミノフェニル)へキサフルオロプロパン
、2,2−ビス(4−(3−カルバモイル−4−アミノ
フェノキシ)フェニル)へキサフルオログロノクン、2
.2−ビス(3−スルファモイル−4−アミノフェニル
)へキサフルオロプロパン、2.2−ビス(4−(3−
スルファモイル)−4−アミノフェノキシ)フェニル)
ヘキサフルオログロノぐン、2.2−ビス(3−カルブ
キシ−4−アミノフェニル)へキサフルオログロノ9ン
、2.2−ビス(4−(3−カルブキシ−4−アミノフ
ェノキシ)フェニル)へキサフルオロゾロ/やン、1,
3−ビス[2−(4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル)へキ丈フルオロイソプロピル〕ベンゼンなどのパー
フルオロイソゾロピル残基を有するジアミンを挙げるこ
とができるが、さらにはp−ビス(3−カル?午シー4
−アミノフェノキシ)テトラフルオロベンゼン、4,4
′−ビス(3−カルデ、キシー4−アミノフェノキシ)
オクタフルオロビフェニル、4.4’−ジアミノオクタ
フルオロビフェニル、1.2−ビス(3〜カルデキシー
4−アミノフェニル)テトラフルオロエタン、1,3−
ビス(3−カル?キシ4−アミノフェニル)ヘキサフル
オログロノクン、1.5−ビス(3−カルボキシ−4−
アミノフェニル)fカフルオロベンタン、ジアミノペン
シトリフルオライド、ビス(トリフルオロメチル)フェ
ニレンジアミン、ジアミノテトラ(トリフルオロメチル
)ベンゼン、ノアミノ(ペンタフルオロエチル)ベンゼ
ン、2.2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジノン
、3.3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、
2.2’−ビス() IJ フルオロメチル)−4,4
′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ビス(ト
リフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニルエ
ーテル、3 、3’、 5 、5’−テトラキス(トリ
フルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニルエー
テル、3.3’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4
′−ジアミノベンゾフェノン、ビス(アミノフェノキシ
))(ト’)フルオロメチルウベンゼン、ビス(アミノ
フェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼ
ン、ビス〔〔トリフルオロメチル)アミノフェノキシ〕
ベンゼン、ビスC()リフルオロメチル)アミノフェノ
キシフビフェニル、ビス([()リフルオロメチル)ア
ミノフェノキシ〕フェニル)へキサフルオログロノやン
ナトのフッ素原子含有ジアミンの使用も可能である。
次にかくして得られた本発明のポリアミド酸共重合体か
らポリイミド共重合体を製造する方法について説明する
。本発明の2リイミド共重合体を製造する方法としては
、ポリイミド酸溶液からポリイミドフィルムを製造する
、一般に公知の方法をそのまま用いることができる。即
ち、0)熱的に脱水閉環(イミド化)する方法(ロ)化
学的に脱水閉環(イミド化)する方法がある。詳しく説
明するとC)では例えばコポリアミド酸溶液を加熱ドラ
ムあるいはエンドレスベルト上に流延または塗布して膜
状とし、その膜を150℃以下の温度で約30〜90分
間乾燥した後、自己支持性の膜を得る。次いでこれをド
ラムあるいはエンドレスベルト上から引き剥し、端部を
固定し、さらに約100〜500℃の温度に徐保に加温
し、冷却後これよシ取外しコポリイミドフィルムを得る
(ロ)では例えばコポリアミド酸溶液に化学量論量以上
の脱水剤と触媒量の第3級アミン類を混合後、加熱ドラ
ムあるいはエンドレスベルト上に流延または塗布して膜
状とし、その膜を150℃以下の温度で約5〜30分間
乾燥した後、自己支持性の膜を得る。次いでこれをドラ
ムあるいはエンドレスベルト上から引き剥し、端部を固
定し、さらに約100〜500℃の温度に徐々に加温し
、冷却後これより取外しコポリイミドフィルムを得る。
このとき用いる脱水剤としては、例えば脂肪族酸無水物
、芳香族酸無水物等が挙げられる。また触媒としては、
例えばトリエチルアミン等の脂肪族第3級アミン類、ジ
メチルアニリン等の芳香族第3級アミン類、ピリジン、
ピコリン、イソキノリン等の複素環式第3級アミン類等
が挙げられる。
(実施例) 以下、実施例によシ本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
尚、ここで言う耐アルカリ加水分解性は該ポリイミド共
重合体を5重量%のNaOH水溶液に50℃にて5分間
浸漬したときの重量減少率のことである。結果はまとめ
て表1に示す。
実施例1 500−四ツ目フラスコにODA (4,4’−ジアミ
ノジフェニルエーテル)10.85j?および2,2−
ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)へキサ
フルオロプロパン1.98 y−を採取し、145.0
OiPのN、N−ジメチルアセトアミドを加え溶解した
。他方、50mJナスフラスコにピロメリット酸二無水
物(以下PMDAという)16.90ノを採取し、前記
ジアミン溶液中に固形状で添加した。更にこの5Qrn
lナスフラスコ中の壁面に残存付着するPMDAを10
.OOPのN、Nジメチルアセトアミドで反応系(四ツ
目フラスコ)へ流し入れ、更に1時間攪拌を続は酸無水
物基末端アミド酸グレポリマーを得た。一方、50m/
三角フラスコにp−PDA (パラフェニレンジアミン
)2.09iPを採ML、15.OOPのN、N−ツメ
チルアセトアミドを加え溶解した。この溶液を反応系(
四ツ目フラスコ)内へ添加し、共重合ポリアミド酸溶液
を得た。
以上の反応操作に於て、反応温度は5〜10℃に、また
PMDAとp−PDAの取シ扱い及び反応系内は乾燥窒
素気流下にて行った。
次にこの溶液をガラス板状に流延塗布し約100℃にて
約60分間乾燥後、塗膜をガラス板より剥し、その塗膜
を支持枠に固定し、その後約100℃で約30分間、約
200℃で約60分間、約300℃で約60分間加熱し
、脱水閉環乾燥後25ミクロンのポリイミドフィルムを
得た。
実施例2 500−四ソロフラスコにp−PDA 4.35 y−
を採取し、110.00i!−のN、N−ツメチルアセ
トアミドを加え溶解した。他方、5ONナスフラスコに
PMDAを17.57!?を採取し、前記p−PDA溶
液中に固形状で添加した。更にこの50m1ナスフラス
コ中の壁面に残存付着するPMDAを10.00?のN
、N−ツメチルアセトアミドで反応系(四ツ目フラスコ
)へ流し入れ、更に1時間攪拌を続は酸無水物基末端ア
ミド酸プレポリマーを得た。一方、100−三角フラス
コにODA 6.78 ?および2,2−ビス(4−ア
ミノフェニル)へキサフルオロプロパン2、15 y−
を採取し、50.00y−のN、N−ジメチルアセトア
ミドを加え溶解した。この溶液を反応系(四ツ目フラス
コ)内へ添加し、ポリアミド酸共重合体溶液を得た。
以上の反応操作に於て、反応温度は5〜10℃に、また
PMDAとODAおよび2,2−ビス(4−アミノフェ
ニル)ヘキサフルオログロノヤンの取扱い及び反応系内
は乾燥窒素気流下にて行った。次に、実施例1の方法に
従い、ポリイミドフィルムを得た。
実施例3 500ml四ツロフラx=+にODA 18.03 ?
を採取し、135.00iPのN、N−ジメチルアセト
アミドを加え溶解した。他方、1007dナスフラスコ
にPMDA 16.97 iPおよび2,2−ビス(3
,4−ジカルボキシフェニル)へキサフルオロプロノ臂
ンニ無水物1.44 y−を採取し、前記ODA溶液中
に固形状で添加し、そのまま1時間攪拌を続はアミノ基
末端アミド酸プレポリマー溶液を得た。次いで、50d
ナスフラスコにp−PDA 3.24 tを採取し、こ
のアミノ基末端アミド酸プレポリマー溶液に固形状で添
加し、添加したp−PDAが完全に溶解するまで十分に
攪拌した後、別途に1oouzナスフラスコに不足分の
PMDA 8.50 ?を採取し、反応系(四ツ目フラ
スコ)内へ固形状で添加した。反応温度は5〜10℃に
保った。但し以上の操作でPMDAおよヒ2.2−ビス
(3,4−)力ルデキシフェニル)へキサフルオロプロ
パンニ無水物の取シ扱い及び反応系内は乾燥窒素気流下
に置いた。
次に実施例1の方法に従い、この溶液よシポリイミドフ
ィルムヲ得り。
実施例4 50017!四ツロフラスコにODA 11.167−
およヒ2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル)へキザフルオログロ/4’ン1.1c+yヲ採
取し、145.00.PのN、N−ジメチルアセトアミ
ドを加え溶解した。他方、5QmlナスフラスコにPM
DA16.39y−および2,2−ビス(3,4−)力
ルデキシフェニル)へキサフルオロプロノ!ンニ無水物
1.03y−を採取し、前記ODA溶液中に固形状で添
加した。更にこの50m1ナスフラスコ中の壁面に残存
付着する酸二無水物を10.OOPのN、Nツメチルア
セトアミドで反応系(四ツ目フラスコ)へ流し入れ、更
に1時間攪拌を続は酸無水物基末端アミド酸グレポリマ
ーを得た。一方、5. Oat三角フラスコにp−PD
A 2.09 、S’を採取し7.15.OC1’のN
、N−ジメチルアセトアミドを加え溶解した。
この溶液を反応系(四ツ目フラスコ)内へ添加し、共重
合ポリアミド酸溶液を得た。
以上の反応操作に於て、反応温度は5〜10℃に、まだ
PMDAおよび2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)ヘキサフルオログロノ9ンニ無水物とp−PD
Aの取り扱い及び反応系内は乾燥窒素気流下にて行った
次に実施例1の方法に従い、この溶液よりポリイミドフ
ィルムを得た。
比較例1 500ml四ツロフラスコにODA 21.54 Pを
採取し、245.00ノのN、N−ツメチルアセトアミ
ドを加え溶解した。他方、100m1ナスフラスコにp
MDA 23.46 iI−を採取し、ODA溶液中に
固形状で添加した。さらに、この100m/ナスフラス
コ中の壁面に付着残存するPMDAを10.00y−の
N、N −ジメチルアセトアミドで反応系(四ツ目フラ
スコ)内へ流し入れた。更に引き続き1時間攪拌を続け
、15重量%のポリアミド酸溶液を得た。反応温度は5
〜10℃に保った。但し以上の操作でPMDAの取シ扱
い及び反応系内は乾燥窒素気流下に置いた。
次に実施例1の方法に従い、このホリアミド酸溶液よシ
ポリイミドフィルムを得た。
比較例2 500 ml四ツロフラスコに4.4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル(以下ODAという)11.63?を採
取シ、145.00?のN、N−ジメチルアセトアミド
を加え溶解した。他方、50m1ナスフラスコにピロメ
リット酸二無水物(以下PMDAという)16.90j
?を採取し、前記ODA溶液中に固形状で添加した。更
にこの50rnlナスフラスコ中の壁面に残存付着する
PMDAを10.00y−のN、Nジメチルアセトアミ
ドで反応系(四ツ目フラスコ)へ流し入れ、更に1時間
攪拌を続は酸無水物基末端アミド酸ゾレポリマーを得た
。一方、5Qml三角フラスコニパラフェニレンジアミ
ン(以下Tl−PDA トイう)2.097を採取し、
15.00/−のN、N−ジメチルアセトアミドを加え
溶解した。この溶液を反応系(四ツ目フラスコ)内へ添
加し、共重合ポリアミド酸溶液を得た。
次いで、 実施例1の方法に従いこのポリアミ ド 酸溶液よシボリイ ドフィ ルムを得た。
(発明の効果) 本発明のポリイミド共重合体は、ポリイミド共重合体(
A)が有する優れた特性(熱的寸法安定性、機械的性質
等)を損なうことなく耐アルカリ加水分解性が改良され
る。具体的には本発明のポリイミド共重合体を5x量チ
のNaOH水溶液に50℃にて5分間浸漬した時の重量
減少率が3%以下にまで改善される。そのためフレキシ
ブルプリント基板等に非常に有用である。
出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦手続補正書 昭和  年 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 63、U、I4 月   日 1、事件の表示 特願昭63−195456号 2、発明の名称 改質されたポリイミド共重合体および ポリアミド酸共重合体 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 鐘淵化学工業株式会社 4゜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸成分として ▲数式、化学式、表等があります▼ ジアミン成分として ▲数式、化学式、表等があります▼および ▲数式、化学式、表等があります▼ を主に使用しさらにフッ素原子含有酸二無水物、および
    /またはフッ素原子含有ジアミンを一部使用して得られ
    るポリアミド酸共重合体を脱水閉環イミド化してなるこ
    とを特徴とするポリイミド共重合体。
  2. (2)フッ素原子含有酸二無水物の使用量が、酸成分全
    量に対して30mol%以下である請求項1記載のポリ
    イミド共重合体。
  3. (3)フッ素原子含有ジアミンの使用量が、ジアミン成
    分全量に対して30mol%以下である請求項1記載の
    ポリイミド共重合体。
  4. (4)フッ素原子含有酸二無水物とフッ素原子含有ジア
    ミンの合計使用量が酸成分全量とジアミン成分全量の合
    計量に対して30mol%以下である請求項1〜3記載
    のポリイミド共重合体。
  5. (5)5重量%のNaOH水溶液に50℃にて5分間浸
    漬した時の重量減少率が3%以下である請求項1〜4記
    載のポリイミド共重合体。
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