使用表面活性剂组合物提高土壤水分渗透和降低土壤水分排斥的方法与流程

文档序号:18635061发布日期:2019-09-11 22:08阅读:316来源:国知局
土壤水分排斥(swr)是当水滴施加到表面时土壤不自发润湿的情况,即土壤太疏水。疏水性土壤存在于许多国家的各种土地上,例如农业、牧场、沿海沙丘、森林、灌木林地、公园、草坪土壤、免耕农业以及用处理过的废水灌溉的土壤。近来,对swr土壤的兴趣显著增长(参见wo2013/181240和其中引用的文献)。swr可导致不希望的后果,例如环境恶化和作物生产的巨大损失。swr在水关系方面尤其成问题,并且可导致相关的环境问题,例如但不限于土壤水分摄入减少,润湿模式不均匀,灌溉效率降低和有效降水减少,可能对含水层污染产生不利影响的优先流量增加,更大的径流和侵蚀,有限的种子和营养建立,以及降低的植物生长和质量。在沙质草坪土壤和草地上,swr是一个反复出现的问题,称为“局部干斑”(lds)。在lds中,swr表现为从数厘米到数米直径的不规则干燥区域,其水分排斥通常从表面延伸到5-10cm深度。可在所有土壤类型上出现的草坪草地上的第二个swr情况发生在担子菌(basidiomycete)引起的“蘑菇圈”的干燥区域内。swr的主要原因是在土壤颗粒上形成疏水性有机材料涂层。这种疏水性有机材料可包括表面蜡、脂肪酸和其他有机物,例如木素,一种顽固的酚类聚合物。这些材料来自植物叶片和其他分解的有机物,植物根系分泌物,真菌菌丝/分泌物,以及在森林或草地火灾后凝结在土壤颗粒上的挥发有机物质。由于较低的颗粒表面积,沙质土壤尤其容易发生swr。一旦沙子被有机物涂覆并干燥至临界水分含量,它们就表现出疏水性,随后抵抗再润湿。常规的修复实践包括使用润湿剂(表面活性剂)。本领域已知的是,单一表面活性剂可改善土壤水分渗透(swi)并降低swr。当用于特定土壤时,单一表面活性剂对提高swi和降低swr的影响可能非常有限(参见:davies,s.,blackwell,p.,bakker,d.,scanlan,c.,roper,m.,ward,p.(2012),developingandassessingagronomicstrategiesforwaterrepellentsoils,cropupdates,2012,第358-362页)。土壤水分渗透或基质水分渗透是在将水或水溶液施加到土壤/基质(例如盆栽营养土)表面之后,水渗入土壤或基质中(例如通过自然沉淀、灌溉、施肥灌溉、喷雾施用),因此水或水溶液从表面视觉消失的过程。土壤/基质水渗透可快可慢,并且在给定时间段内水或溶液达到的深度可不同。保水能力定义为给定量的土壤或基质可保留并储存以对抗重力的水量。因此,本发明的目的是提供一种表面活性剂组合物,所述组合物可用于在宽范围土壤上提高swi和降低swr。此外,本发明的目的是提供一种表面活性剂组合物,所述组合物即使大量也可容易和安全地包装、运输和航运,并且即使大量也可容易和安全地处理并用于土壤处理。鉴于上述目的,本发明涉及一种提高土壤水分渗透(swi)和/或降低土壤水分排斥(swr)的方法,包括:用包含如下组分的组合物(组合物a)处理地面覆盖物区域:a1)嵌段聚合物(p),其包含至少一个聚氧化乙烯结构部分和至少一个聚氧化丙烯结构部分,和a2)醇烷氧基化物(e),其中在用组合物a处理后,地面覆盖物区域的swi提高和/或地面覆盖物区域的swr降低。此外,本发明还涉及包含如下组分的组合物(组合物a)用于提高土壤水分渗透(swi)和/或降低土壤水分排斥(swr)的用途:a1)嵌段聚合物(p),其包含至少一个聚氧化乙烯结构部分和至少一个聚氧化丙烯结构部分,和a2)醇烷氧基化物(e)。鉴于上述目的,本发明此外涉及一种提高土壤水分渗透(swi)和/或降低土壤水分排斥(swr)的方法,包括:用包含如下组分的组合物(组合物b)处理地面覆盖物区域:b1)通式(iii)的醇乙氧基化物(l):r3–o–(c2h4o)s–h(iii)其中r3为支化的c8-c20烷基,和s的值为1-40,和b2)醇烷氧基化物(e),其中在用组合物b处理后,地面覆盖物区域的swi提高和/或地面覆盖物区域的swr降低。此外,本发明还涉及包含如下组分的组合物(组合物b)用于提高土壤水分渗透(swi)和/或降低土壤水分排斥(swr)的用途:b1)通式(iii)的醇乙氧基化物(l):r3–o–(c2h4o)s–h(iii)其中r3为支化的c8-c20烷基,和s的值为1-40,和b2)醇烷氧基化物(e)。缩写重量%表示“重量百分比”。提高的swi意指在未施用组合物a或组合物b的情况下测得的swi比在施用组合物a或组合物b的情况下测得的swi更低—优选低4%,最优选低7%,特别是低10%,特别是优选低15%,特别是最优选低20%,例如低25%。降低的swr意指在未施用组合物a或组合物b的情况下测得的swr比在施用组合物a或组合物b的情况下测得的swr更高—优选高4%,最优选高7%,特别是高10%,特别是优选高15%,特别是最优选高20%,例如高25%。“处理”包括但不限于施用,尤其是施用于地面覆盖物区域的表面、喷雾、与灌溉一起滴流、作为犁沟内灌溉施用、在灌溉或施肥灌溉期间或与灌溉或灌溉施肥一起施用。“处理”包括但不限于混入土壤中,混入盆栽营养土中,例如在其制备期间。术语“地面覆盖物”包括但不限于土壤、天然土壤、盆栽土壤、沙子、淤泥、粘土、草坪草和其他植物以及用于覆盖和保护土壤的植物形式,以及在该地面覆盖物内或作为其一部分形成的有机材料复合物,例如茅草和垫层,并且还包括盆栽营养土。优选地,地面覆盖物为土壤;更优选地,地面覆盖物为斥水土壤。在另一优选实施方案中,地面覆盖物为盆栽营养土。盆栽营养土(也称为盆栽土壤)是用于种植植物的成分的无土壤混合物,优选地,盆栽营养土包括泥炭苔、蛭石、椰壳纤维、珍珠岩、松树皮、沙子、堆肥和其他成分。根据本发明,嵌段聚合物(p)包含在组合物a中。嵌段聚合物(p)优选为二嵌段、三嵌段、四嵌段和/或五嵌段聚合物,更优选为三嵌段和/或五嵌段聚合物。嵌段聚合物(p)优选为三嵌段聚合物,其包含一个聚氧化乙烯结构部分和两个聚氧化丙烯结构部分,或两个聚氧化乙烯结构部分和一个聚氧化丙烯结构部分。在另一优选实施方案中,嵌段聚合物(p)为五嵌段聚合物,其包含两个聚氧化乙烯结构部分和三个聚氧化丙烯结构部分,或三个聚氧化乙烯结构部分和两个聚氧化丙烯结构部分。在另一优选实施方案中,嵌段聚合物(p)包含:a1.1)通式(q1)的(eo-po-eo)三嵌段聚合物:ho(ch2–ch2o)f–[ch(ch3)–ch2o]g–(ch2–ch2o)h–h(q1)其中f,g和h可表示聚合度,从而确定分子量,和/或a1.2)通式(q2)的(eo-po-eo-po-eo)五嵌段聚合物:ho(ch2–ch2o)a–[ch(ch3)–ch2o]b–(ch2–ch2o)c–[ch(ch3)–ch2o]d–(ch2–ch2o)e–h(q2)其中a,b,c,d和e可表示聚合度,从而确定分子量。在通式(q1)的(eo-po-eo)三嵌段聚合物的情况下,f优选为1-100,更优选为2-50,最优选为3-30,特别为4-20,例如5-12;g优选为1-100,更优选为5-90,最优选为10-80,特别为15-70,例如25-50;h优选为1-100,更优选为2-50,最优选为3-30,特别为4-20,例如5-12。在通式(q2)的(eo-po-eo-po-eo)五嵌段聚合物的情况下,a优选为1-100,更优选为2-50,最优选为3-30,特别为4-20,例如5-12;b优选为1-100,更优选为3-50,最优选为5-40,特别为7-30,例如8-20;c优选为1-100,更优选为1-50,最优选为1-30,特别为1-20,特别是更优选为1-10,特别是最优选1-6,例如1-3;d优选为1-100,更优选为3-50,最优选为5-40,特别为7-30,例如8-20;e优选为1-100,更优选为2-50,最优选为3-30,特别为4-20,例如5-12。在另一优选实施方案中,嵌段聚合物(p)包含通式(q1)的(eo-po-eo)三嵌段聚合物和通式(q2)的(eo-po-eo-po-eo)五嵌段聚合物。通式(q1)的(eo-po-eo)三嵌段聚合物与通式(q2)的(eo-po-eo-po-eo)五嵌段聚合物的摩尔比(三嵌段:五嵌段)优选为100:1-1:100,更优选为20:1-1:20,最优选为10:1-1:15,特别是优选为5:1-1:10,特别是更优选为3:1-1:7,例如1:1-1:5。嵌段聚合物(p)的平均分子量可优选为至少500g/mol,更优选至少750g/mol,最优选至少1000g/mol,特别是优选至少1250g/mol,特别是更优选至少1500g/mol,特别是最优选为至少1750g/mol,例如至少2000g/mol。嵌段聚合物(p)的平均分子量可优选为至多15000g/mol,更优选至多12500g/mol,最优选至多10000g/mol,特别是优选至多8000g/mol,特别是更优选至多6000g/mol,特别是最优选至多5000g/mol,特别是至多4000g/mol,例如至多3000g/mol。嵌段聚合物(p)的平均分子量可为500-10000g/mol,优选为1000-6000g/mol,特别为1500-5000g/mol。分子量可基于羟值确定。嵌段聚合物(p)的表面张力可优选为25-55mn/m,更优选为30-50mn/m,更优选为33-47mn/m,特别是36-43mn/m,在1g/l的水中浓度下在23℃下,根据din53914测量。嵌段聚合物(p)的润湿能力可优选>50秒,更优选>100秒,最优选>150秒,特别是优选>200秒,特别是>250秒,根据en1772测量(1g/l具有2g/l苏打灰的蒸馏水,在23℃下)。嵌段聚合物(p)可具有优选<100ml,更优选<50ml,最优选<20ml,特别是<10ml的泡沫形成,根据en12728,40℃,2g/l在具有1.8mmolca2+离子/l的水中,在30秒后测量。嵌段聚合物(p)的粘度可优选为50-900mpa·s,更优选为200-750mpa·s,最优选为350-600mpa·s,特别是优选为450-550mpa·s,根据en12092,23℃,brookfield,60rpm测量。在嵌段聚合物(p)为通式(q1)的(eo-po-eo)三嵌段聚合物的情况下,嵌段聚合物(p)的粘度可优选为50-900mpa·s,更优选为200-750mpa·s,最优选为300-550mpa·s,特别是优选为350-450mpa·s,根据en12092,23℃,brookfield,60rpm测量。在特别优选的实施方案中,嵌段聚合物(p)是或包含聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯(eo-po-eo)三嵌段聚合物。eo-po-eo三嵌段聚合物中的聚氧化丙烯结构部分可具有250-5000g/mol,优选400-3000g/mol,特别是600-1500g/mol的摩尔质量。eo-po-eo三嵌段聚合物可含有3-90mol%,优选25-85mol%,特别是50-80mol%的聚氧化丙烯结构部分。在特别优选的实施方案中,嵌段聚合物(p)是或包含聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯(eo-po-eo-po-eo)五嵌段聚合物。eo-po-eo-po-eo五嵌段聚合物中的聚氧化丙烯结构部分可具有500-5000g/mol,优选750-3500g/mol,特别是1000-2500g/mol的摩尔质量。eo-po-eo三嵌段聚合物可含有3-90mol%,优选25-80mol%,特别是50-70mol%的聚氧化丙烯结构部分。在优选实施方案中,嵌段聚合物(p)的含量为至少4重量%,更优选至少8重量%,最优选至少12重量%,特别是优选至少16重量%,特别是更优选至少20重量%,特别是甚至更优选至少24重量%,特别是最优选至少28重量%,例如优选至少32重量%,例如更优选至少36重量%,例如甚至更优选至少40重量%,例如最优选至少44重量%,例如至少48重量%,基于组合物a的总重量。在优选实施方案中,嵌段聚合物(p)的含量为至多96重量%,更优选至多92重量%,最优选至多88重量%,特别是优选至多84重量%,特别是更优选至多80重量%,特别是甚至更优选至多76重量%,特别是最优选至多72重量%,例如优选至多68重量%,例如更优选至多64重量%,例如甚至更优选至多60重量%,例如最优选至多56重量%,例如至多52重量%,基于组合物a的总重量。在优选实施方案中,嵌段聚合物(p)的含量为4-96重量%,更优选8-92重量%,最优选12-88重量%,特别是优选16-84重量%,特别是更优选20-80重量%,特别是甚至更优选24-76重量%,特别是最优选28-72重量%,例如优选32-68重量%,例如更优选36-64重量%,例如甚至更优选40-60重量%,例如最优选44-56重量%,例如48-52重量%。基于组合物a的总重量。根据本发明,醇烷氧基化物(e)包含在组合物a中。根据本发明,醇烷氧基化物(e)也包含在组合物b中。醇烷氧基化物(e)特别选自式(i)的醇烷氧基化物:r-o-(cmh2mo)x-(cnh2no)y-(cph2po)z-h(i)其中:r为支化的c5-c30烷基;m,n,p彼此独立地为2-16的整数,优选为2、3、4或5;x+y+z的值为1-100。在优选实施方案中,m为2,x为1-20,更优选为2-15,最优选为3-10,特别为4-8,特别是更优选为4.5-6.5,特别是最优选为5.0-5.5。在另一优选实施方案中,n为3,y为1-20,更优选为2-15,最优选为2-10,特别为3-8,特别是优选为4-6,特别是最优选为4.5-5.0。在另一优选实施方案中,p为2,z为1-20,更优选为1-15,最优选为1-10,特别为1-6,特别是更优选为1.5-3.5,特别是最优选为2-2.5。在尤其优选的实施方案中,m为2,x为5.0-5.5,n=3,y为4.5-5.0,p=2,z为2-2.5。根据特定的实施方案,使用式(i)的醇烷氧基化物,其中m=2且x的值大于0。这些是eo型的醇烷氧基化物,其主要包括醇乙氧基化物(m=2;x>0;y,z=0)和具有与醇结构部分键合的eo嵌段的醇烷氧基化物(m=2;x>0;y和/或z>0)。在具有与醇结构部分键合的eo嵌段的醇烷氧基化物中,必须提及的物质主要为eo/po嵌段烷氧基化物(m=2;x>0;y>0;n=3;z=0),和eo/po/eo嵌段烷氧基化物(m,p=2;x,z>0;y>0;n=3)。优选的物质为eo/po嵌段醇烷氧基化物,其中eo:po比为1:1-4:1,特别为1.3:1-3:1。就此而言,乙氧基化度通常为1-20,优选为2-15,特别为4-10,丙氧基化度通常为1-20,优选为1-8,特别为2-6。总烷氧基化度(即eo和po单元的总和)通常为2-40,优选为3-25,特别为6-15。根据另一特定实施方案,使用式(i)的醇烷氧基化物,其中n=2,x和y的值均大于0且z=0。同样,这些醇烷氧基化物呈eo型的形式,然而eo嵌段在末端键合。这些主要包括po/eo嵌段醇烷氧基化物(n=2;x>0;y>0;m=3;z=0)。优选的po/eo嵌段醇烷氧基化物为其中po:eo比为1:10-3:1,特别为1:6-1.5:1的那些。就此而言,乙氧基化度通常为1-20,优选为2-15,特别为4-10,丙氧基化度通常为0.5-10,优选为0.5-8,特别为1-6。总烷氧基化度(即eo和po单元的总和)通常为1.5-30,优选为2.5-21,特别为5-16。根据优选实施方案,本发明使用的醇烷氧基化物基于通式(ii)的伯α-支化醇:其中r1,r2彼此独立地为氢或c1-c26烷基。优选地,r1和r2彼此独立地为c1-c6烷基,特别为c2-c4烷基,例如c3烷基。非常特别优选的是基于2-丙基庚醇的醇烷氧基化物。这些尤其包括式(i)的醇烷氧基化物,其中r为2-丙基庚基,即式(ii)中的r1和r2在每种情况下为正丙基。该类醇也称为格尔伯特醇。它们可例如通过在碱性缩合剂如氢氧化钾存在下在升高的温度(例如180-300℃)下二聚相应的伯醇(例如r1,2ch2ch2oh)而获得。用于该优选实施方案目的的基于格尔伯特醇的烷氧基化物主要是eo型烷氧基化物。特别优选的是乙氧基化度为1-50,优选为2-20,特别为约3-10的乙氧基化物。在这些中尤其可提及相应的乙氧基化2-丙基庚醇。根据另一优选实施方案,所用的醇烷氧基化物基于c13羰基合成醇。通常,术语“c13羰基合成醇”是指醇混合物,其主要组分由至少一种支化c13醇(异十三烷醇)形成。该c13醇特别包括四甲基壬醇,例如2,4,6,8-四甲基-1-壬醇或3,4,6,8-四甲基-1-壬醇,此外还有乙基二甲基壬醇,例如5-乙基-4,7-二甲基-1-壬醇。合适的c13醇混合物通常可通过加氢甲酰化的三聚丁烷的氢化获得,如us2005/0170968所述。特别地,可按如下方式进行:a)使丁烯与合适的低聚催化剂接触,b)从反应混合物中分离出c12烯烃馏分,c)通过在合适的催化剂存在下,与一氧化碳和氢气反应而使c12烯烃馏分加氢甲酰化,和d)氢化。有利的c13醇混合物基本上不含卤素,即它们含有小于3ppm(重量),特别是小于1ppm(重量)的卤素,特别是氯。其他合适的c13醇混合物可按如下方式进行而获得:a)使c4烯烃混合物进行复分解,b)从复分解混合物中分离出具有6个c原子的烯烃,c)对分离出的烯烃(单独或作为混合物)实施二聚反应,从而获得具有12个c原子的烯烃混合物,和d)(合适的话)在分馏后,将所得烯烃混合物衍生化,从而获得c13羰基合成醇混合物。醇烷氧基化物(e)的平均分子量可优选为至少200g/mol,更优选至少300g/mol,最优选至少400g/mol,特别是优选至少500g/mol,特别是更优选至少600g/mol,特别是最优选至少650g/mol。醇烷氧基化物(e)的平均分子量可优选为至多10000g/mol,更优选至多5000g/mol,最优选至多3000g/mol,特别是优选至多2000g/mol,特别是更优选至多1500g/mol,特别是最优选至多1200g/mol,特别是至多1000g/mol,例如至多850g/mol。醇烷氧基化物(e)的平均分子量可为300-2000g/mol,优选为400-1000g/mol,特别为650-850g/mol。醇烷氧基化物(e)的表面张力可优选为15-45mn/m,更优选为20-40mn/m,更优选为23-36mn/m,特别为25-31mn/m,在1g/l的水中浓度下在23℃下,根据din53914测量。醇烷氧基化物(e)可具有优选>5秒,更优选>8秒,最优选>11秒,特别优选>13秒,特别是>15秒的润湿能力,根据en1772测量(在23℃下,1g/l的具有2g/l苏打灰的蒸馏水)。醇烷氧基化物(e)可具有优选5-100ml,更优选5-50ml,最优选5-25ml的泡沫形成物,根据en12728测量,40℃,2g/l,在具有1.8mmolca2+离子/l的水中,在30秒后。醇烷氧基化物(e)的粘度可优选为20-500mpa·s,更优选为50-250mpa·s,最优选为100-160mpa·s,根据en12092,23℃,brookfield,60rpm测量。在优选实施方案中,醇烷氧基化物(e)的含量为至少4重量%,更优选至少8重量%,最优选至少12重量%,特别是优选至少16重量%,特别是更优选至少20重量%,特别是甚至更优选至少24重量%,特别是最优选至少28重量%,例如优选至少32重量%,例如更优选至少36重量%,例如甚至更优选至少40重量%,例如最优选至少44重量%,例如至少48重量%,基于组合物a的总重量。在优选实施方案中,醇烷氧基化物(e)的含量为至多96重量%,更优选至多92重量%,最优选至多88重量%,特别是优选至多84重量%,特别是更优选至多80重量%,特别是甚至更优选至多76重量%,特别是最优选至多72重量%,例如优选至多68重量%,例如更优选至多64重量%,例如甚至更优选至多60重量%,例如最优选至多56重量%,例如至多52重量%,基于组合物a的总重量。在优选实施方案中,醇烷氧基化物(e)的含量为4-96重量%,更优选8-92重量%,最优选12-88重量%,特别是优选16-84重量%,特别是更优选20-80重量%,特别是甚至更优选24-76重量%,特别是最优选28-72重量%,例如优选32-68重量%,例如更优选36-64重量%,例如甚至更优选40-60重量%,例如最优选44-56重量%,例如48-52重量%,基于组合物a的总重量。在优选实施方案中,醇烷氧基化物(e)的含量为至少4重量%,更优选至少8重量%,最优选至少12重量%,特别是优选至少16重量%,特别是更优选至少20重量%,特别是甚至更优选至少24重量%,特别是最优选至少28重量%,例如优选至少32重量%,例如更优选至少36重量%,例如甚至更优选至少40重量%,例如最优选至少44重量%,例如至少48重量%,基于组合物b的总重量在优选实施方案中,醇烷氧基化物(e)的含量为至多96重量%,更优选至多92重量%,最优选至多88重量%,特别是优选至多84重量%,特别是更优选至多80重量%,特别是甚至更优选至多76重量%,特别是最优选至多72重量%,例如优选至多68重量%,例如更优选至多64重量%,例如甚至更优选至多60重量%,例如最优选至多56重量%,例如至多52重量%,基于组合物b的总重量在优选实施方案中,醇烷氧基化物(e)的含量为4-96重量%,更优选8-92重量%,最优选12-88重量%,特别是优选16-84重量%,特别是更优选20-80重量%,特别是甚至更优选24-76重量%,特别是最优选28-72重量%,例如优选32-68重量%,例如更优选36-64重量%,例如甚至更优选40-60重量%,例如最优选44-56重量%,例如48-52重量%,基于组合物b的总重量。根据本发明,通式(iii)的醇乙氧基化物(l)包含在组合物b中,r3–o–(c2h4o)s–h(iii)其中r3为支化的c8-c20烷基,且s的值为1-40。在醇乙氧基化物(l)的式(iii)中,r3优选为支化的c10-c15烷基,更优选为支化的c12-c14烷基,最优选为异十三烷基。在醇乙氧基化物(l)的式(iii)中,s的值为1-40,优选为2-30,更优选为3-20,最优选为4-15,特别是优选为5-10,特别是优选为7-9,例如为8。作为醇乙氧基化物(l)前体的合适c13醇混合物(例如异十三烷醇混合物)通常可通过加氢甲酰化的三聚丁烯的氢化获得。特别地,可按如下方式进行:a)使丁烯与合适的低聚催化剂接触,b)从反应混合物中分离出c12烯烃馏分,c)通过在合适的催化剂存在下,与一氧化碳和氢气反应而使c12烯烃馏分加氢甲酰化,和d)氢化。醇乙氧基化物(l)的合成还描述在us2005/170968中。通常,作为醇乙氧基化物(l)前体的c13醇混合物(例如异十三烷醇混合物)具有1-4,优选2-3,特别是2.3-2.7的平均支化度。支化度定义为一个醇分子中的甲基数减1。平均支化度是样品分子的支化度的统计平均值。样品分子中甲基的平均数可通过1h-nmr光谱法容易地确定。为此,如果chn-oh基团除以2,则将对应于样品的1h-nmr光谱中的甲基质子的信号面积除以3,然后除以亚甲基质子的信号面积。醇乙氧基化物(l)的平均分子量可优选为至少200g/mol,更优选至少300g/mol,最优选至少350g/mol,特别是优选至少400g/mol,特别是更优选至少450g/mol,特别是最优选至少500g/mol。醇烷氧基化物(e)的平均分子量可优选为至多2000g/mol,更优选至多1500g/mol,最优选至多1000g/mol,特别是优选至多800g/mol,特别是更优选至多700g/mol,特别是最优选至多650g/mol,特别是至多600g/mol。醇乙氧基化物(l)的平均分子量可为200-2000g/mol,优选400-1000g/mol,特别是500-600g/mol。醇乙氧基化物(l)的表面张力优选为15-45mn/m,更优选为20-40mn/m,更优选为23-36mn/m,特别为25-31mn/m,根据din53914,在1g/l的水中浓度下在23℃下测量。醇乙氧基化物(l)可具有优选>7秒,更优选>12秒,最优选>16秒,特别是优选>19秒,特别是>22秒的润湿能力,根据en1772测量(1g/l的具有2g/l苏打灰的蒸馏水,在23℃下)。醇乙氧基化物(l)可具有优选100-1000ml,更优选200-800ml,最优选400-700ml的泡沫形成物,根据en12728,40℃,在2g/l的含有1.8mmolca2+离子/l的水中测量。醇乙氧基化物(l)的粘度可优选为20-500mpa·s,更优选为60-280mpa·s,最优选为120-180mpa·s,根据en12092,23℃,brookfield,60rpm测量。在优选实施方案中,醇乙氧基化物(l)的含量为至少4重量%,更优选至少8重量%,最优选至少12重量%,特别是优选至少16重量%,特别是更优选至少20重量%,特别是甚至更优选至少24重量%,特别是最优选至少28重量%,例如优选至少32重量%,例如更优选至少36重量%,例如甚至更优选至少40重量%,例如最优选至少44重量%,例如至少48重量%,基于组合物b的总重量。在优选实施方案中,醇乙氧基化物(l)的含量为至多96重量%,更优选至多92重量%,最优选至多88重量%,特别是优选至多84重量%,特别是更优选至多80重量%,特别是甚至更优选至多76重量%,特别是最优选至多72重量%,例如优选至多68重量%,例如更优选至多64重量%,例如甚至更优选至多60重量%,例如最优选至多56重量%,例如至多52重量%,基于组合物b的总重量。在优选实施方案中,醇乙氧基化物(l)的含量为4-96重量%,更优选8-92重量%,最优选12-88重量%,特别是优选16-84重量%,特别是更优选20-80重量%,特别是甚至更优选24-76重量%,特别是最优选28-72重量%,例如优选32-68重量%,例如更优选36-64重量%,例如甚至更优选40-60重量%,例如最优选44-56重量%,例如48-52重量%。基于组合物b的总重量。优选地,地面覆盖物区域如土壤以对应于于0.1-20l/ha(l=组合物a或组合物b的升数;ha=公顷),更优选0.5-10l/ha,最优选1-7l/ha,特别是优选1.5-4l/ha,例如1.7-2.5l/ha的比率处理,作为带状(banded)施用。优选地,地面覆盖物区域如土壤以对应于0.1-200l/ha(l=组合物a或组合物b的升数;ha=公顷),更优选0.5-100l/ha,最优选2-70l/ha,特别是优选4-50l/ha,例如10-30l/ha的比率处理,作为毯式(blanket)施用。组合物a还可包括各部分的成套包装,其包含:a1)嵌段聚合物(p),其包含至少一个聚氧化乙烯结构部分和至少一个聚氧化丙烯结构部分,和a2)醇烷氧基化物(e)。组合物b还可包括成套包装,其包含:b1)通式(iii)的醇乙氧基化物(l):r3–o–(c2h4o)s–h(iii)其中r3为支化的c8-c20烷基,且s的值为1-40,和b2)醇烷氧基化物(e)。此处,术语“各部分的成套包装”应理解为表示包含至少两个单独部分的成套包装,其中每个部分可独立地从成套包装中取出。成套包装包括盒、工具、器皿、容器、袋子或任何类似成套包装的设备。单独部分仅在该一个成套包装中一起使用极短时间的成套包装也被视为各组分的成套包装。各组分的成套包装对于成套包装的单独部分的(内容物)组合施用是有用的。在另一实施方案中,组合物a可单独配制,但是以时间关系施用,即同时或依次施用,其中依次施用具有允许化合物(例如化合物a1)和a2))组合作用的时间间隔。在另一实施方案中,组合物b可单独配制,但是以时间关系施用,即同时或依次施用,其中依次施用具有允许化合物(例如化合物b1)和b2))组合作用的时间间隔。组合物a或组合物b还可额外包含其他组分。组合物a或组合物b还可额外包含肥料,优选含尿素的肥料,和/或含p肥料,和/或k肥(含钾肥料)和/或n肥(含氮肥料)和/或nk肥(氮钾肥)和/或npk(氮磷钾肥)和/或含有s、ca、mg、fe、mn、cu、zn、mo、b、ni、cl或其组合的单元素或双元素肥料。每公顷施用的含n和k的肥料的量可优选为每种元素5-250kg/ha,更优选为每种元素10-200kg/ha,最优选为每种元素15-150kg/ha,特别优选为每种元素20-100kg/ha,特别是每种元素30-80kg/ha。施用的含有s、ca、mg和p的肥料的量可优选为每种元素1-70kg/ha,更优选为每种元素3-60kg/ha,最优选为每种元素5-50kg/ha,特别优选每种元素10-40kg/ha,特别是每种元素15-30kg/ha。施用的含有fe、mn、cu、zn和cl的肥料的量可优选为每种元素0.005-6kg/ha,更优选为每种元素0.05-5kg/ha,最优选为每种元素0.5-4kg/ha,特别优选为每种元素1-3kg/ha。施用的含mo和ni的肥料的量可优选为每种元素0.003-0.6kg/ha,更优选为每种元素0.03-0.5kg/ha,最优选为每种元素0.06-0.4kg/ha,特别优选为每种元素0.1-0.3kg/ha。如本文所用,术语“肥料”包括改善可用植物营养水平和/或土壤化学和物理性质,从而直接或间接促进植物生长、产量和质量的任何化合物。肥料通常通过土壤施用(用于植物根部吸收)或通过叶面施肥(用于通过叶片吸收)施用。术语“肥料”可细分为两个主要类别:a)有机肥料(由腐朽的植物/动物质组成)和b)无机肥料(由化学品和矿物质组成)。无机肥料通常通过化学方法(例如haber-bosch法)生产,也使用天然存在的沉积物,同时化学改变它们(例如浓缩的三过磷酸盐)。天然存在的水溶性无机肥料包括智利硝酸钠。如本文所用,“含尿素的肥料”定义为包含至少一种选自尿素、尿素硝酸铵(uan)和亚异丁基二脲(ibdu),亚丁烯基二脲(cdu)和尿素-甲醛(uf)、尿素-乙醛和尿素-乙二醛缩合物的悬浮液的组分的肥料。在本发明的优选实施方案中,含尿素的肥料为尿素或尿素硝酸铵(uan)。在通常的商业肥料质量中,尿素具有至少90%的纯度,并且可例如呈结晶、颗粒、压实、造粒或研磨形式。如本文所用,“含p肥料”是提供任何形式的化学元素磷(p)或包含掺入有化学元素磷(p)的任何化合物的任何肥料,包括但不限于含磷酸盐的肥料或含p肥料。优选地,含p肥料选自npk肥料、np肥料、pk肥料或p肥。最优选地,含p肥料为npk肥料。当然,这些肥料的组合也可用作额外的含p肥料。p肥、k肥和n肥是单质肥料,即仅包含营养元素p、k和n之一的肥料。然而,应理解的是,这些肥料可额外包含至少一种选自s、ca、mg、fe、mn、cu、zn、mo、b、ni和cl的其他营养元素。npk肥料、np肥料和pk肥料是多营养肥料,即包含营养元素p、k和n的组合的肥料,如术语“npk”、“np”和“pk”所示。然而,应理解的是,这些肥料可额外包含至少一种选自s、ca、mg、fe、mn、cu、zn、mo、b、ni和cl的其他营养元素。npk肥料、np肥料和pk肥料可作为复合肥料或掺混型肥料或混合肥料提供。术语复合肥是指通过混合能化学反应的成分而形成的复合肥料。在掺混型肥料或混合肥料中,将两种或更多种相似尺寸的颗粒状肥料混合以形成复合肥料。双元素肥料优选为具有ca、mg、fe、mn、zn或ni的双元素肥料,其可作为氯化物、硫酸盐、硝酸盐或螯合形式的可溶性盐(例如mnedta、feedta、feeddha)施用。mo的单元素或双元素肥料可作为钼酸盐获得,b可作为硼酸或硼酸盐获得。组合物a和肥料可同时或以特定时间间隔相继地—首先施用组合物a,然后施用肥料,或者首先施用肥料,然后施用组合物a—施用于地面覆盖物区域,例如施用于土壤表面。该时间间隔可为2小时、6小时、12小时、24小时、2天、3天、4天、5天、6天或更长。组合物b和肥料可同时或以特定时间间隔相继地—首先施用组合物b,然后施用肥料,或者首先施用肥料,然后施用组合物b—施用于地面覆盖物区域,例如施用于土壤表面。该时间间隔可为2小时、6小时、12小时、24小时、2天、3天、4天、5天、6天或更长。应理解的是,组合物a或组合物b可进一步包含助剂,例如溶剂、固体载体、表面活性剂、佐剂、增稠剂、杀菌剂、防冻剂、消泡剂、着色剂、增粘剂、粘合剂、防腐剂、抗氧化剂和添味剂。合适的助剂为溶剂、液体载体、固体载体或填料、表面活性剂、分散剂、乳化剂、湿润剂、佐剂、增溶剂、渗透促进剂、保护性胶体、粘附剂、增稠剂、保湿剂、增容剂、杀菌剂、防冻剂、消泡剂、着色剂、增粘剂和粘合剂。合适的溶剂和液体载体为水和有机溶剂,例如中至高沸点矿物油馏分,例如煤油、柴油;植物或动物来源的油;脂族、环状和芳族烃,例如甲苯、石蜡、四氢化萘、烷基化萘;醇,例如乙醇、丙醇、丁醇、环己醇;二醇;dmso;酮,例如环己酮;酯,例如乳酸酯、碳酸酯、脂肪酸酯、γ-丁内酯;脂肪酸;膦酸酯;胺;酰胺,例如n-甲基吡咯烷酮、脂肪酸二甲基酰胺;及其混合物。合适的固体载体或填料为矿土,例如硅酸盐、硅胶、滑石、高岭土、石灰石、石灰、白垩、粘土、白云石、硅藻土、膨润土、硫酸钙、硫酸镁、氧化镁;多糖,例如纤维素、淀粉;肥料,例如硫酸铵、磷酸铵、硝酸铵、尿素;植物来源的产品,例如谷物粉、树皮粉、木粉、坚果壳粉及其混合物。合适的表面活性剂为表面活性化合物,例如阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂、嵌段聚合物、聚电解质及其混合物。该类表面活性剂可用作乳化剂、分散剂、增溶剂、润湿剂、渗透促进剂、保护性胶体或佐剂。表面活性剂的实例列于mccutcheon's,第1版:emulsifiers&detergents,mccutcheon'sdirectories,glenrock,美国,2008年(国际版或北美版)。合适的阴离子表面活性剂为磺酸、硫酸、磷酸、羧酸的碱金属、碱土金属或铵盐,及其混合物。磺酸盐的实例为烷基芳基磺酸盐、二苯基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、木素磺酸盐、脂肪酸和油的磺酸盐、乙氧基化烷基酚的磺酸盐、烷氧基化芳基酚的磺酸盐、缩合萘的磺酸盐、十二烷基和十三烷基苯磺酸盐、萘和烷基萘的磺酸盐、磺基琥珀酸盐或磺化琥珀酰胺酸盐。硫酸盐的实例为脂肪酸和油的硫酸盐、乙氧基化烷基酚的硫酸盐、醇的硫酸盐、乙氧基化醇的硫酸盐或脂肪酸酯的硫酸盐。磷酸盐的实例为磷酸盐酯。羧酸盐的实例为烷基羧酸盐,和羧化醇或烷基酚乙氧基化物。合适的非离子表面活性剂为烷氧基化物、n-取代的脂肪酸酰胺、氧化胺、酯、糖基表面活性剂、聚合物表面活性剂,及其混合物。烷氧基化物的实例为已用1-50当量烷氧基化的化合物,例如醇、烷基酚、胺、酰胺、芳基酚、脂肪酸或脂肪酸酯。氧化乙烯和/或氧化丙烯可用于烷氧基化,优选氧化乙烯。n-取代的脂肪酸酰胺的实例为脂肪酸葡糖酰胺或脂肪酸链烷醇酰胺。酯的实例为脂肪酸酯、甘油酯或甘油单酯。糖基表面活性剂的实例为脱水山梨糖醇、乙氧基化脱水山梨糖醇、蔗糖和葡萄糖酯或烷基聚葡糖苷。聚合物表面活性剂的实例为乙烯基吡咯烷酮、乙烯醇或乙酸乙烯酯的均聚物或共聚物。合适的阳离子表面活性剂为季铵表面活性剂,例如具有一个或两个疏水基团的季铵化合物,或长链伯胺的盐。合适的两性表面活性剂为烷基甜菜碱和咪唑啉类。合适的嵌段聚合物为包含聚氧化乙烯和聚氧化丙烯嵌段的a-b或a-b-a型嵌段聚合物,或包含链烷醇、聚氧化乙烯和聚氧化丙烯的a-b-c型嵌段聚合物。合适的聚电解质为聚酸或聚碱。聚酸的实例为聚丙烯酸或聚酸梳形聚合物的碱金属盐。聚碱的实例为聚乙烯胺或聚亚乙基胺。合适的佐剂为本身具有可忽略或者甚至没有杀虫活性的化合物。实例为表面活性剂、矿物油或植物油,以及其他助剂。其他实例列于knowles,ajuvantsandadditives,agrowreportsos256,t&finformauk,2006,第5章。合适的增稠剂为多糖(例如黄原胶,羧甲基纤维素)、无机粘土(有机改性或未改性的)、多羧酸盐和硅酸盐。合适的杀菌剂为溴硝丙二醇(bronopol)和异噻唑啉酮衍生物,例如烷基异噻唑啉酮和苯并异噻唑啉酮。合适的防冻剂为乙二醇、丙二醇、尿素和甘油。合适的消泡剂为硅氧烷、长链醇和脂肪酸盐。合适的着色剂(例如红色、蓝色或绿色)为低水溶性颜料和水溶性染料。实例为:-无机着色剂,例如氧化铁、氧化钛、六氰合铁酸铁,-金属络合物染料,例如铬络合染料,例如orasolyellow141,-有机着色剂,例如茜素、偶氮和酞菁着色剂。优选的着色剂为金属络合物染料,更优选铬络合物染料合适的增粘剂或粘合剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、生物或合成蜡和纤维素醚。合适的防腐剂包括例如苯甲酸钠、苯甲酸、山梨酸及其衍生物。合适的抗氧化剂包括亚硫酸盐、抗坏血酸、生育酚、生育酚乙酸酯、生育三烯酚、褪黑激素、胡萝卜素、β-胡萝卜素、泛醇及其衍生物。优选生育酚乙酸酯作为抗氧化剂。实验细节醇烷氧基化物(e1)的合成将158.2g(1.0mol)2-丙基庚醇异构体混合物和1.5g作为烷氧基化催化剂的氢氧化钾引入高压釜中。在脱水阶段且随后用氮气惰化之后,在145-155℃下连续通入228.8g氧化乙烯(对应于5.2mol)。为了完成反应,在相同温度下继续搅拌1小时。然后,将温度降至125-135℃并连续通入272.6g氧化丙烯(对应于4.7mol)。为了完成反应,在相同温度下继续搅拌5小时。然后,将温度升至145-155℃并连续通入101.2g氧化乙烯(对应于2.3mol)。为了完成反应,在相同温度下继续搅拌1小时。将反应产物用乙酸在80℃下中和至ph为6-7。产物(e1)具有以下性质:羟值(din53240,邻苯二甲酸酐法):约72mgkoh/g分子量(基于羟值计算):约770粘度(en12092,23℃,brookfield,60rpm):约130mpa·s润湿能力(en1772,1g/l于具有2g/l苏打灰的蒸馏水中,23℃):17秒泡沫形成(en12728,40℃,2g/l于具有1.8mmolca2+离子/l的水中,30秒后):15ml表面张力(din53914,1g/l于蒸馏水中,在23℃下):28.2mn/m在下表、实施例和附图中,该产物(e1)也称为“e”。嵌段聚合物(p1)的合成将116.8g(0.2mol)平均分子量为600g/mol的聚丙二醇、58.4g(0.6mol)二甘醇和4.4g作为烷氧基化催化剂的氢氧化钾引入高压釜中。在脱水阶段且随后用氮气惰化之后,在125-135℃下连续通入1236g氧化丙烯(对应于21.2mol)。然后,将温度升至145-155℃并连续通入584g氧化乙烯(对应于13.3mol)。为了完成反应,在相同温度下继续搅拌1小时。在80-90℃下将磷酸加入到反应产物中并蒸出水以沉淀kxh3-xpo4。在过滤后获得ph为6-7的中性产物。(p1)包含比例为1:3的通式(q1)的(eo-po-eo)三嵌段聚合物和通式(q2)的(eo-po-eo-po-eo)五嵌段聚合物。产物(p1)具有以下性质:羟值(din53240,邻苯二甲酸酐法):约45mgkoh/g分子量(基于羟值计算):约2500粘度(en12092,23℃,brookfield,60rpm):约500mpa·s润湿能力(en1772,1g/l于具有2g/l苏打灰的蒸馏水中,23℃):>300秒泡沫形成(en12728,40℃,2g/l于具有1.8mmolca2+离子/l的水中,30秒后):0ml表面张力(din53914,1g/l于蒸馏水中,在23℃下):39.2mn/m在下表、实施例和附图中,该产物(p1)也称为“p”。嵌段聚合物(p2)的合成eo(6)/po(34)/eo(6)三嵌段共聚物将600g(1.0mol)平均分子量为600g/mol的聚丙二醇和6g作为烷氧基化催化剂的氢氧化钾引入高压釜中。在脱水阶段且随后用氮气惰化之后,在125-135℃下连续通入1400g氧化丙烯(对应于24.1mol)。然后,将温度升至145-155℃并连续通入500g氧化乙烯(对应于11.4mol)。为了完成反应,在相同温度下继续搅拌1小时。在80-90℃下将磷酸加入到反应产物中并蒸出水以沉淀kxh3-xpo4。在过滤后,获得ph为6-7的中性产物。产物(p2)具有以下性质:羟值(din53240,邻苯二甲酸酐法):约45mgkoh/g分子量(基于羟值计算):约2500粘度(en12092,23℃,brookfield,60rpm):约400mpa·sdraves润湿(秒,25℃,1%浓度):10泡沫形成(rossmiles,0.1%浓度,mm):25表面张力(din53914,1g/l于蒸馏水中,在23℃下):42.8mn/m乙氧基化醇(l1)的合成异十三烷醇(基础:三聚丁烯)+8eo将700g异十三烷醇(对应于3.5mol)和4.0g作为烷氧基化催化剂的氢氧化钾一起引入高压釜中。在脱水阶段且随后用氮气惰化之后,在110-120℃下连续通入1232g氧化乙烯(对应于28.0mol)。为了完成反应,在相同温度下继续搅拌1小时。在80℃下将反应产物用乙酸中和至ph为6-7。产物(l1)具有以下性质:羟值(din53240,邻苯二甲酸酐法):约95mgkoh/g分子量(基于羟值计算):约590粘度(en12092,23℃,brookfield,60rpm):约150mpa·s润湿能力(en1772,1g/l于具有2g/l苏打灰的蒸馏水中,23℃):25秒泡沫形成(en12728,40℃,2g/l于具有1.8mmolca2+离子/l的水中,30秒后):550ml表面张力(din53914,1g/l于蒸馏水中,在23℃下):28.0mn/m在下表、实施例和附图中,该产物(l1)也称为“l”。土壤实验的实验描述:对来自澳大利亚西澳大利亚的具有不同斥水程度的各种斥水土壤进行了测试,由根据roy和mcgill(2002)的med值的差值表示。在每种情况下,使用0-5cm的顶部土壤。表1显示了主要土壤特性及其位置。表1:土壤的位置和特性(n.d.=未测定):方案(与土壤有关的实验方法):采用的方案包括精确填充的玻璃柱,其具有直径为10mm的目标土壤,粒径小于420μm,填充至偏差为±0.05的一致密度。在包装之前,将所有土壤在40℃下预干燥。将表面活性剂以对应于2l/ha的比率作为溶液以带状施加的形式施加至柱的顶部,在毯式施加中变为17-20l/ha,然后将其放置1小时,接着施加水,其对应于5mm(下雨)。这使表面活性剂渗透并进一步分布。然后使土柱在40℃下干燥以恢复其初始重量。然后在5mm的恒定水头下进行水渗透测试。然后作为时间的函数测定渗透距离和保水性(质量变化)。最后,在恒定水头下由排水速率估算导水率。选择土壤类型的范围以涵盖从1.0(中等低的疏水性)至4.0(非常严重的疏水性)的med值(参见roy和mcgill,2002)。对所有土壤样品测得的渗透速率独立地重复两轮或三轮。对于至多10cm的渗透深度,所有数据的再现性落入±0.05至±0.25cm的波动范围内。测试:渗透测试包括(1)(n)无表面活性剂—水润湿,(2)p处理,(3)e处理和(4)p-e混合物(包括有限l替代p的表面活性剂和l-e混合物)之间的对比。表面活性剂和表面活性剂混合物的施用率保持在2l/ha当量的恒定质量基础上,其中混合物中的组成比为1:1。结果表示为达到3cm深度(对应于种子深度)和6cm(对应于发育根际的起始)的渗透时间的减少%,其中减少%是相对于在无表面活性剂条件下的润湿的。保水能力(孔隙填充)的结果表示为相对于土壤饱和能力的%(基于填充土壤床的孔隙密度)给出的保水能力。对比的数据是在8cm深度处的数据,其处于发育中的根区域内,并且种子深度为3-4cm并且包括报告的渗透时间,即3cm和6cm。表和图中的缩写土壤编号土壤位置s1wa134s2wa177s3meckerings4southstirlings5yorks6strathalbynp=嵌段聚合物(p1)l=醇乙氧基化物(l1)e=醇烷氧基化物(e1)p-e=包含50重量%嵌段聚合物(p1)和50重量%醇烷氧基化物(e1)的组合物l-e=包含50重量%醇乙氧基化物(l1)和50重量%醇烷氧基化物(e1)的组合物n=无表面活性剂d=深度,cmt=时间,秒med=乙醇液滴的摩尔浓度斥水土壤上的结果a)嵌段聚合物(p1)+醇烷氧基化物(e1):水渗透时间表2表3b)嵌段聚合物(p1)+醇烷氧基化物(e1):保水能力表4a在p-e预先施用的s4土壤中,湿润前沿达到8cm深度138秒后,b在p-e预先施用的s3土壤中,湿润前沿达到8cm深度274秒后。c)醇乙氧基化物(l1)+醇烷氧基化物(e1):水渗透时间表5表6预计(p2)对上述保水能力和水渗透时间具有与(p1)相同的效果。上述实验,尤其是表(表1-6)和图(图1-8)中的实验表明,通过将测试的表面活性剂组合物施用于特定的土壤,可提高swi并降低swr。田间测试实验进行了以下田间测试实验(田间测试结果见表7):实验设计研究设计完全随机区组重复5地块长度(m)12喷雾的地块宽度(m)1.8场地细节国家澳大利亚,西澳大利亚位置kojonup土壤描述砾石沙先前的作物canola作物和播种细节其他作物保护剂在萌芽前和萌芽后施用。施用细节液体,犁沟内犁沟处理在播种期间通过液体注入系统施用。犁沟内注入管位于播种型组件上的肥料滑槽正后方。表面带状组件位于镇压轮的正后方,液体处理剂位于沟槽的基底。使用隔膜泵来在1.3巴压力下推进处理剂。所有处理均剂以4km/小时施用,总施用体积为每公顷100升。在该速度和施用体积下,实现恒定的液流。测试的表面活性剂[仅(p1)]和表面活性剂组合[50重量%(p1)和50重量%(e1)]的施用率在每公顷100l水中为2l/公顷。评估数据评分系统作物齐苗对从5个单独的1米行中萌芽的幼苗数进行计数,并基于25.4cm行间距转换成植物/m2。作物的植物毒性基于观察到的作物植物毒性的任何症状(例如萎黄、倾翻和灼伤)对每个地块给出视觉主观百分比(%)得分,其中0=无作物植物毒性,100=完全作物死亡。产量用haldrup试验头收获地块并以kg/地块记录重量,然后使用测得的地块尺寸将其转换为t/ha。田间试验结果表7—田间试验的结果表7表明,在田间试验中,使用包含50重量%(p1)和50重量%(e1)的表面活性剂组合的处理优于未处理的对照例和仅使用表面活性剂(p1)的处理。当前第1页12
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