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包装薄膜

52

130

180

复合薄膜

12

30

50

包装用片材

14.8

24

46

周转箱

4.7

7

14

瓦楞箱

2.8

4

塑料托盘

0.5

1

3

中空容器

20.1

45

80

饮料瓶

3.6

6

10

编织制品

31.4

85

包装带,粘胶带

5.2

5

8

泡沫包装材料

4.9

17

我国塑料包装材料虽然已取得了较大发展,但在新包装材料的开发和应用领域的拓展上,与世界先进水平比较,还存在着较大差距。

我们的原料树脂生产企业生产的树脂牌号少,许多牌号需进口;

在包装制品方面中国现已大量生产聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等通用型包装薄膜,但对于聚酯、尼龙、聚偏氯乙烯、双向拉伸尼龙、双向拉伸聚酯及功能型复合包装薄膜尚有待于进一步发展;

医药包装方面对塑料包装材料的使用落后于食品及其它用途的包装领域,在片剂、酊水、软膏、输液容器及一次性医疗用品方面,我国还需大力发展塑料包装。

(二)分类及应用

1.薄膜

薄膜的分类按层数分为单层和复合;

按加工方式分,有吹塑、流延、双向拉伸、蒸镀技术等;

按薄膜被使用的方式分类有收缩膜、缠绕膜等;

按原材料的分类有:

聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜等。

本文主要按原材料分类,另外为了对薄膜的用途有较详尽的描述,对收缩膜、拉伸缠绕膜和复合膜等进行了专门介绍。

(1)PE薄膜

LDPE薄膜

低密度聚乙烯薄膜是聚乙烯类薄膜中使用量最大的品种,透明或半透明,柔韧、防水、阻汽、易于热封和粘合、耐弱酸、耐弱碱、无毒无味,但有阻气(阻氧)性差、不耐油脂和其他烃类、软化点低等缺点。

厚度在0.02~0.1mm的LDPE薄膜用作食品、日用品等轻包装,0.2~0.3mm厚度的薄膜,适用于包装较重的物品。

采用挤出复合法生产的有气泡夹层的PE气垫膜,具有防震、隔音等功能可作玻璃器皿、仪器仪表等的包装。

较厚的单向拉伸PE薄膜可用于集束或托盘收缩包装,而经辐射交联的双向拉伸PE薄膜常用于家禽、鲜肉等食品的包装。

国内生产LDPE包装薄膜使用的原料树脂的MFR在0.3~2.0g/10min左右,牌号有卡塔尔0274、新加坡的F210-6以及燕山石化的LD100、LD104、LD363、SD330、LD113,2F0.4A等。

高密度聚乙烯(HDPE)薄膜

高密度聚乙烯(HDPE)薄膜不透明,但韧性好、阻气、阻汽、软化点高(125℃),可用作100℃蒸煮袋和进行热物料包装、重物包装。

经吹塑强力拉伸制成的拟纸膜具有高韧性和类似纸张的手感。

国内使用的HDPE薄膜牌号有日本的7000F、燕山石化7000F、扬子石化7000F、齐鲁石化6098等。

线型低密度(LLDPE)聚乙烯薄膜

线型低密度聚乙烯薄膜的抗穿刺性是聚乙烯类薄膜中最高的,且具有比低密度聚乙烯薄膜更好的抗冲强度、伸长率、耐环境应力开裂性。

适用于食品包装、重物包装、垃圾袋等。

由于LLDPE生产技术的改进,LLDPE的加工性能比起以前有很大的改善,且LLDPE比LDPE价廉,因此今后LLDPE薄膜将在某些应用领域替了LDPE薄膜。

国内的LLDPE薄膜品种有轻包装及重包装膜、热收缩膜、拉伸缠绕膜等,使用的牌号有大庆7042、吉化7042、天津联化的7085等。

交叉层合聚乙烯薄膜

交叉层合聚乙烯薄膜是一种新型层合薄膜,即把分别经适度单向拉伸的薄膜,在取向方向相互垂直下进行层合,所得薄膜具有极高强韧度的特点,即使其厚度低于0.15mm以下时,其力学性能仍能满足重物包装的要求。

且包装袋破损率低,宜于用于机械化高速度包装。

(2)聚乙烯系共聚物薄膜

EVA、EEA、EMA、EMAA等乙烯系共聚物除了作为复合层用来改进复合膜的热封性外,也可以制造单层膜,用于食品、医药等的包装。

醋酸乙烯酯含量低的EVA柔软而抗冲强度高,宜作重物包装袋和复合材料。

含量10~20%的EVA则透明性良好,宜作农业和收缩包装薄膜。

经拉伸的EVA薄膜,宜作商品的整体紧裹包装及机械化托盘缠绕裹包。

乙烯丙烯酸乙酯(EEA)共聚薄膜由于具有柔软性和皮革状的手感宜于用作手袋、包装薄膜和容器等。

乙烯甲基丙烯酸乙酯(EMA)共聚薄膜可用于医疗包装和食品包装,EMA与聚烯烃共混可以提高薄膜的抗冲强度、热封合性、韧性、柔软性和表面摩擦系数。

离子聚合物是一些经诸如铀、锌或镁之类金属化合物处理的EAA或EMAA共聚物,如杜邦公司的Surlyn是含钠或锌离子的乙烯甲基丙烯酸共聚物,含钠离子的具有韧性和耐油性,含锌离子的有很高的耐化学品性和对铝箔的粘合力。

离子聚合物的薄膜和涂膜宜用于肉类、冰冻食品、药物、果汁等的包装材料,还可用作收缩包装薄膜。

(3)聚丙烯(PP)薄膜

与聚乙烯相比,聚丙烯薄膜有较好的透明性、光泽度和硬度,软化点高,其阻气阻汽性能介乎高密度聚乙烯薄膜和低密度聚乙烯薄膜之间。

普通的吹塑聚丙烯薄膜采用平挤下吹水冷的方法生产,用于食品、药品和日用百货等的包装。

使用的原料牌号有韩国现代的H4540、大韩油化的1088、燕山石化的C4608、辽化的1088等。

CPP(流延聚丙烯)薄膜 

CPP薄膜具有良好的透明性、热封性、厚度均匀性,防潮、耐油,抗刮伤性比PE薄膜好,因此广泛地应用于包装领域。

CPP薄膜还可用作蒸煮膜、复合膜的热封层和金属化基膜。

同吹塑聚丙烯薄膜相比,流延薄膜的透明性和光泽度好,制膜的速度快,适用于自动包装。

发达国家的CPP膜的产量高于吹塑聚丙烯薄膜。

国内CPP薄膜的生产起步于20世纪80年代,目前国内引进的CPP薄膜装置已超过60套,总生产能力超过15万吨/年。

CPP薄膜可分为通用型、金属化型和蒸煮型薄膜。

目前国内生产CPP薄膜的生产使用进口树脂较多,牌号有日本三菱公司的8277,北欧化工公司的RD762、RD602、RD765H、RD701H等。

日本窒素公司CF3017和XF7523。

韩国三星公司的HF400、HF420、RF420T,Shell公司的PLZ615A,新加坡TPC公司的FL7015、FL7012、FL6314等。

国内石化企业生产的CPP树脂牌号有齐鲁石化的EP1X35F和F800,上海石化公司的F800E,茂名石化的EP1X35F,燕山石化的C4608和C1608。

双向拉伸(BOPP)薄膜

国内的双向拉伸聚丙烯薄膜生产发展很快,从80年代起步到目前,全国共有BOPP生产线80多条,年生产能力约65万吨左右。

双向拉伸聚丙烯薄膜主要用于各种包装,如食品包装有糖果、糕点、各种风味小吃、雪糕、冰激淋、各种方便食品、各种快餐食品、酱菜食品等的包装;

医用包装有各种药品包装、各种手术用具的一次性包装及各种医疗器材的包装;

日用包装如服装、各种纺织品、各种小商品及各种化妆品的包装;

香烟包装如各种中、高档香烟的“盒”、“条”包装;

BOPP还可用做办公、邮电、运输等领域的各种不同规格(厚度、宽度等)的胶粘带基材包装用基材、各种闪光材料及各种高档包装材料的基材和像册、集邮册、鲜花及各种礼品的包装和装饰等。

BOPP薄膜对原料树脂的要求一般为MFR>

1.9g/10min,等规度为96.5~97.5%,拉伸屈服强度29~36Mpa,维卡软化点为153℃左右,灰份一般小于300ppm(电工膜的灰份要小于50ppm)。

BOPP树脂有许多牌号,适用于不同的要求,有用于高速加工的均聚聚丙烯,用于热封膜共挤层的低起始热封温度(LSIT)的聚丙烯,特殊用途的高刚性聚丙烯(Adstif)和柔性聚丙烯(Adflex),用于电工膜的高纯度聚丙烯,用于热收缩BOPP的用聚丁烯-1做共聚单体的共聚物等,国内常用的牌号有Montell公司的KF6100,TPC公司的FS2011、FS3011,Solvay公司的KS309、KS409,燕山石化公司的F1002,齐鲁石化的T36F,上海金山石化的F280等。

(4)聚苯乙烯(PS)薄膜

聚苯乙烯薄膜未经拉伸前较脆,因而一般皆经双向拉伸处理,即BOPS薄膜。

其特点是透明度高、尺寸稳定性好、无毒、透气性较好,适用于包装某些在贮存过程中有呼吸作用的新鲜食品,如鱼、肉和蔬菜等。

由于其耐香精和香水还是化妆品和盥洗品理想的包装材料。

(5)氯乙烯系聚合物薄膜

聚氯乙烯(PVC)薄膜

聚氯乙烯(PVC)薄膜有透明和半透明之分,有耐油脂和阻气等特点。

我国开发的高透明高强度超薄型PVC包装薄膜,透明度高,易粘接,是一种贴体包装薄膜,宜用于家俱、衣服、机电和五金等制品的包装中。

硬质的PVC薄膜可用于药品包装,经真空吸塑后即是药片的泡罩包装,由于PVC的阻隔性能要比PS、PET等塑料好,所以在药品的泡罩包装方面目前许多国家仍是以PVC为主。

PVC薄膜还可以用于血液制品的包装。

聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜

聚偏二氯乙烯是由偏二氯乙烯单体(VDC)经过聚合反应生成的高分子化合物。

聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜与乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)一起被称为第二代高阻隔性材料,适宜用作食品的气密包装,和其它塑料薄膜相比,其突出优点在于同时具备耐高温蒸煮(121℃)和高阻隔性能,可用做火腿肠肠衣膜,聚偏氯乙烯(PVDC)薄膜具有自粘性、热收缩性,高光泽和透明度,可用作做家庭用保鲜膜用于冰箱中的食品包裹保鲜和微波食品覆盖。

聚偏氯乙烯(PVDC)还可与其他塑料复合后成为复合膜,这样的复合膜具有良好的的阻隔性、耐油性、热封性和力学性能,可用于各种熟肉制品、生鲜肉类、鲜奶、浓缩果汁、果酱、药品、烘焙食品、油炸食品、军用食品等的包装,可在常温下具有较长的保质期。

聚偏二氯乙烯(PVDC)的牌号有美国的DOW化学公司的SARANVC型,日本吴羽公司的KM-10型、GG98型,比利时的SOLVAY公司的IXAN和DIOFAN系列。

(6)聚碳酸酯薄膜

聚碳酸酯是一种硬质透明材料,光泽度高,耐冲击,具有较高的软化温度。

但阻气性和阻水性很差,需涂复或层合阻隔性高的树脂以补偿这方面的缺点,聚碳酸酯(PC)与聚偏氯乙烯(PVDC)共挤出薄膜可用作药物、热包装、煎煮袋等包装材料。

此外如PC/EVAL,PC/CPET和PC/PE/PET等是性能优良的复合薄膜。

(7)聚酯(PET)薄膜

聚酯薄膜具有耐热、强韧和阻隔性好等优点,但却有热封、粘合性能差的缺点,常以与其他树脂薄膜复合的形式用于包装。

镀金属聚酯薄膜是镀金属薄膜中应用得最为广泛的品种,有较高的遮光和阻隔性能,广泛用于对氧气和温度敏感的物品特别是食品的包装。

金属化PET/LDPE复合膜、LDPE/金属化PET/EVA三层膜,被称作第一代金属化薄膜,而被称作第二代高阻隔性金属化薄膜的是两种金属化复合膜再复合成一体的制品,这种再复合膜较前者阻隔性能提高约100倍。

(8)聚酰胺(PA)系薄膜

聚酰胺(PA)系薄膜即尼龙膜具有强度高、阻隔性好等特点,在包装领域占有重要地位。

实际应用中很少单独使用尼龙膜包装物品,通常是将尼龙和其它材料(如PE、PP、EVA、PET、铝箔、纸等)复合使用以获得较优的综合性能。

我国自80年代后期起相继引进了几十条复合薄膜生产线和一条3kt/a的BOPA生产线。

通过双向拉伸的尼龙薄膜由于大分子链的取向作用,结晶度增大,因而其力学性能得以改善,光泽度和透明性相应提高,对O2和CO2的阻隔性比低密度聚乙烯高100倍左右,所以是食品保鲜、保香的理想材料,其耐温范围广(-60~150℃),也适合于冷冻包装、抽真空包装和蒸煮包装。

用于双向拉伸膜的尼龙6树脂的相对分子量应在25000以上,对应的相对粘度应在3.7以上(90%H2SO4)。

国内使用的用于双向拉伸膜的尼龙6树脂基本上依赖进口,岳阳石化总厂目前也研制出了双向拉伸膜的尼龙6树脂。

聚酰胺的缺点是对水敏感、耐水性差、吸湿后阻隔性下降,为此常用金属化或共混改性法提高这些性能。

如与PVDC共混,最后与聚烯烃复合,所得薄膜有粘接性好和氧气透过率小的特点,适用于作食品和医药包装;

聚酰胺还可制成热收缩薄膜,若在其表面用电晕进行处理,再涂以聚偏二氯乙烯,可制成阻隔性高的热收缩薄膜。

特殊尼龙MXD6是近年来新开发出的一种新材料,熔点比PA6高20℃,耐热性好,吸水率低,阻气性好,氧气渗透率仅为PA6的1/10。

力学性能优良,透明度高,耐穿刺性好。

MXD6主要用于与其它树脂共混和复合来生产高阻隔性包装薄膜,用于阻气性要求很高的食品包装如奶酪、火腿肠、油脂食品等,最大的特点是阻透性不随湿度的上升而下降,目前有美国杜邦公司及几个日本公司生产MXD6。

(9)收缩膜

收缩膜是一种在生产过程中被拉伸定向,而在使用过程中受热收缩的热塑性塑料薄膜。

热收缩薄膜具有很多的优点:

密封、防潮、可保护商品防止碰撞、易包装、可减少包装体积、可包装异形商品等,广泛应用于食品、消费品、化工制品、电子元件、陶瓷、医药的包装及各种形状的贴体包装。

热收缩薄膜种类也越来越多,由以PVC、PE为主,转变为PE、PP、PVC、PVDC、PET、PA等多种类。

由单层膜转向生产多层膜,如环保型多层共挤聚烯烃(PO)热收缩薄膜,中间层一般为LLDPE,内、外为共聚PP,这种结构将PE与PP优点集中为一体,具有高透明性、高亮度,抗拉强度大、耐冲击、抗低温性好、收缩率大、韧性好等优点。

聚乙烯热收缩膜主要用泡管法生产,也可用流延拉伸的办法制成单向热收缩膜,或先制成厚片后再次加热拉伸成热收缩膜。

(高热封性聚乙烯热收缩膜的制造工艺和应用技术,中国塑料,1996,2)

目前国内LDPE收缩膜的生产使用的原料要求MFR在0.3g/10min左右,使用的牌号有卡塔尔3003、韩国LG的FB0300、日本UBE的R300、燕山石化的2F0.4A和LD165等。

PP、PE三层共挤热收缩膜,外层一般采用PP共聚物,尤其是PP三元共聚物,中间层大多采用LLDPE、LDPE或PP共聚物,也有少部分采用PP均聚物。

这使它同时具有了PE和PP薄膜的诸多优异性能。

目前国内热收缩膜用的PP三元共聚物,主要有Montel的5C37、5C39、3C37,上海石化的ESP800等。

热收缩膜所用LLDPE主要为辛烯系LLDPE,一般要求MFR为0.85~1.0g/10min,密度为0.92~0.95g/cm3,目前国内厂家使用的进口料有DOW公司的LLDPE2045、加拿大NG5056E、FG308等。

(10)拉伸缠绕膜

拉伸缠绕膜,常温下具有良好的弹性和耐穿刺性能,拉伸倍率高达200%~300%,并具有较大的回缩性、持久的束紧力、单面或双面自粘性、适宜的透气和透湿性。

该膜主要用于托盘式运输包装,大件或各类零散物品的包装,以及家庭和超市的食品冷藏保鲜包装。

使用方便,既可以手工包装,也可以机械包装,使用的原料主要为PVC、LLDPE等。

2.容器

塑料包装容器主要包括中空容器、注塑容器(周转箱)、钙塑瓦楞箱、片材热成型容器、泡沫塑料等几大类。

(1)注塑成型容器

注塑成型容器包括各种盒、桶、箱之类的包装容器,其中最大量的为各种塑料周转箱。

各种盒、桶、箱的盖还有各种瓶子的瓶盖,也采用注塑的方法制造,其中矿泉水和碳酸饮料的瓶盖的用量增长很快,通常矿泉水的瓶盖采用HDPE制造,碳酸饮料的瓶盖采用PP制造,使用的树脂牌号有Montell公司的PP-912P、PPCA012,另外还使用一些共混改性的PP树脂。

塑料周转箱用于食品、蔬菜、饮料、啤酒、杂品等各种商品的贮运和周转,还用于工厂生产过程中半成品的周转,可以使用HDPE、PP、PVC、HIPS及尼龙等制造,国内用量最大的是HDPE和PP。

我国塑料周转箱的需求量很大,目前年产2000~2500万只,年消耗塑料4~5万吨。

(2)中空吹塑容器

PE中空吹塑容器

中空吹塑容器是PE中产量最大,应用范围最广的品种,其中HDPE中空吹塑容器的容积跨度范围大,从小到几毫升的药瓶到几百立升的大型贮罐等均有,广泛地应用于牛奶、医药、洗涤剂、化妆品、润滑油、化工产品等的包装。

有特殊要求的容器可采用改性HDPE,如汽车燃油用改性HDPE汽油箱,浓硝酸用改性HDPE桶。

国内生产大型的HDPE中空容器使用的原料有齐鲁石化的HDPE1158;

中小型的有美国菲力浦公司的5502;

韩国LG0400、大韩油化的B303;

荷兰DSM公司的9650。

北京燕山石化的5200B、5300B、6500B;

上海金菲的5502;

大庆石化的5200B、5300B。

LDPE包装用软管是比较新的包装材料,在国内的发展很快,国内生产LDPE包装软管使用的原料树脂的MFR在0.3~1.0g/10min,牌号有台湾亚聚的H0105、BASF的1801E,燕山石化的2F0.4A、LD150、LD65、LD358。

PP中空容器

PP直接挤出的中空容器主要用于牛奶、果奶钙奶等的包装,使用的原有均聚PP和共聚PP。

经拉伸吹塑的PP吹塑瓶的力学性能如拉伸强度、冲击强度和阻隔性能得到提高,透明性和光泽度被改善,主要用于生产输液瓶,国内使用的主要原料为燕山石化公司的B205。

PC中空容器

PC容器主要采用吹塑的方法加工,PC容器透明度高、卫生性好、耐温,表面硬度大,但价格较为昂贵,主要是用于20升的应用水瓶及婴儿奶瓶。

PET中空容器

直接挤吹的PET容器的应用不多,只是用于眼药瓶类的小型容器。

双向拉伸的PET瓶可以用于碳酸饮料、纯净水、矿泉水的包装,还可用于食用油、部分农药及洗涤剂和化妆品的包装。

目前聚酯瓶的用量增长很快,

普通的PET双向拉伸吹塑瓶的耐热性差,并且虽然PET的阻隔性较好,但还是不能满足易氧化变质的酒类、高级化妆品等的包装要求,要进一步扩展其用途,必须提高其耐热性和阻隔性。

耐热性可以通过热定型处理来改善;

改进聚酯PET阻隔性的方法一是共混法,用PEN改性PET可以提高PET的阻隔性和热性能等;

二是表面涂覆法,在PET包装材料上涂覆一层高阻隔性树脂(如PVDC、EVOH或特殊尼龙等),可有效改善PET材料的阻隔性能,另外也可通过蒸镀siox的方法提高聚酯的阻隔性。

PVC中空容器

PVC中空容器普遍采用直接挤出吹塑法生产,具有高透明、耐油、阻氧阻气性能好,耐多种化学物质腐蚀的特点,所应用的领域有食用油、酱油、酒类等食品食品类的包装和香波、洗涤剂和化妆品等洗涤用品的包装。

与PET瓶相比,PVC也具有很好的透明性和耐化学药品性,但由于其熔体强度高,可成型各种复杂形状的制品,小型的或带尖角的容器。

另外PVC瓶采用一步法连续挤出吹塑成型,其加工成本比PET瓶采用的两步法注射成型工艺低,所以当生产小批量、复杂形状的专用制品时,采用PVC材料往往更经济,如PVC可生产各种薄壁的、复杂形状的(包括方形的)、带各种手柄的化妆品瓶。

(3)钙塑瓦楞箱

钙塑瓦楞箱是由塑料经碳酸钙填充改性制成钙塑片材,再经过切割、压痕制箱的方法制成,用于食品药品、化工产品、五金及仪器仪表的包装,代替原用的牛皮纸瓦楞箱及木箱等箱类包装材料。

钙塑瓦楞箱是我国自行开发的产品,是塑料包装行业唯一没有引进设备和技术的行业,经过20多年的发展,生产设备已经定型,产品也制订了国家标准。

目前我国的塑料瓦楞箱的生产能力为10万吨,实际生产能力约为2万吨,其中农药行业使用2000万只,食品、五金等其他行业使用500万只。

钙塑片材的成型方法有挤塑成型法和压延成型法,使用的原料树脂有HDPE、PP及PVC,国内应用最多的为HDPE,MFR为0.1~0.5g/10min,再配入40~50%的碳酸钙填料。

(4)热成型容器

PP热成型容器

PP热成型容器采用的原料PP有均聚PP、共聚PP及填充改性PP(主要是滑石粉填充改性PP),主要用于各种食品的包装,如水杯、冰淇淋杯、果酱、豆腐、奶酪等的食品容器、微波食品包装等。

PP片材的缺点之一是透明性不够好,现在常用成核剂来提高PP片材及薄壁注塑制品的透明性。

PET热成型容器

生产PET热成型容器的PET片材分为APET(非结晶性PET)片材和CPET(结晶性PET)片材两种。

APET(非结晶性PET)片材是PET经T型模头挤出后,熔融的PET经过骤冷定型成片,使PET处于无定型状态,这样的片材即为APET。

APET片材力学强度高,透明度高,光泽性好,坚韧耐折,阻气性良好,耐化学腐蚀,无毒,成型性能优良,用途十分广泛,APET热成型容器可用于食品、药品、五金,电器及工艺品的可视或不可视包装,特别是对限用和禁用PVC包装的地区,APET是最佳的替代品。

CPET(结晶性PET)片材是在PET中加入成核剂后制成的,由于加有成核剂CPET片材中的分子处于高结晶状态,因而呈现不透明的乳白色,特点是使用温度范围宽,为-40~240℃,是生产用于微波炉用容器的理想片材。

PS热成型容器

BOPS片材是以聚苯乙烯为原料,挤出厚片后,先后经纵横向拉伸制得,BOPS片材具有透明性好、硬度高、韧性好、价格合理、便于包装设计及易于加工的特点,而且无毒无味,在燃烧时不产生有毒物质,因此被用来取代PVC片材。

根据其特点和加工性,BOPS热成型容器可用于食品包装如干鲜果品、糖果、饼干、糕点、冷冻食品、水产品、水果、蔬菜、肉类食品、地方风味食品、酱菜、快餐等;

医药品包装如医药保健品、医疗器械。

BOPS片材是本世纪50年代美国开发成功的,目前全世界的BOPS年生产能力已达到40多万吨。

我国已从美国、日本等国引进了七条BOPS生产线,总的年生产能力达到6万余吨。

生产BOPS片材的原料是通用级PS(GPPS)。

目前国外生产BOPS片材专用料的公司有美国DOW化学的685D、日本旭化成550、德国BASFKR2601等,国内的有燕山石化的688C,扬子巴斯夫公司的

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