CN103940930B - 一种采用高效液相色谱法测定hmx含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的高效液相色谱法测定HMX含量的方法，采用丙酮对待测试样进行提取，然后采用乙腈进行定容后进行检测，其中标准溶液采用乙腈溶解、定容及稀释；本发明提供的方案抗干扰性强，分析测试结果的平行性和数据的稳定性较好，该方法具有很强的实用性，还可应用于RDX的定量分析，具有推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于一种含能材料组分含量分析方法领域，具体涉及一种采用高效液相色谱法测定HMX含量的方法。
背景技术
PBX炸药常用于武器战斗部。奥克托今，即HMX作为PBX炸药主体，准确快捷测定炸药中HMX组分含量对于装药质量控制及性能监控有非常重要的意义。国内有采用紫外光分光光度法分析了PBX传爆药中HMX的含量，测试吸光度时HMX浓度难控制，操作繁琐，分析重复性较差；用凝胶渗透色谱法测定高能火药中的NC和HMX，但相对误差较大。PBX炸药成分复杂，很多与待测物物化性质相似的物质都容易给测试过程带来干扰。
发明内容
本发明的一种采用高效液相色谱法测定HMX含量的方法，用以提高定量分析精度。
一种采用高效液相色谱法测定HMX含量的方法，包括以下步骤：
1)试样取样：称取试样，精确至0.0001g，将试样包在脱脂滤纸包内，然后用1、2二氯乙烷浸泡，并采用超声池进行振荡处理，然后用1、2二氯乙烷冲洗，真空干燥后置于索氏提取器的提取管中，在提取瓶中加入分析纯丙酮，置于70-80℃恒温水浴锅中加热提取2-10h；
2)定容稀释：提取结束后，用分析纯丙酮清洗提取管，移除提取管和冷凝器，将提取瓶置于通风厨内，使得溶剂挥发大部分后，将提取瓶中溶液用容量瓶进行定容；
3)确定标准溶液浓度：将HMX用分析纯乙腈溶解，制成溶液，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40:60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl，直至其特征峰不再呈现圆头的形状，从而确定标准溶液浓度；
4)配制标注溶液母液：根据确定的标准溶液浓度，称取HMX用分析纯乙腈在40℃水浴加热进行溶解，冷却后定容，摇匀备用；
5)标准曲线绘制：
将所配制标准溶液母液，分别用分析纯乙腈稀释1、1.5、3、6、30倍，用微孔滤膜过滤后，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40:60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl，对目标峰进行分析得到色谱峰面积，以标准溶液浓度CHMX为横坐标，以色谱峰面积AHMX为纵坐标绘制标准曲线获得到线性回归方程：
6)组分测定：
将步骤2)制备的试样注入高效液相色谱仪中，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40：60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl，备用对目标峰进行分析得到色谱峰面积，通过线性回归方程，即可计算出HMX含量；
试样测试时，可根据需要对步骤2)制备的试样用分析纯乙腈进行稀释。
所述的高效液相色谱仪为Waters e2695型高效液相色谱仪。
将步骤1)中的试样处理成1mm×1mm×1mm颗粒。可通过切割进行处理，颗粒状利于提高溶剂浸泡的效率。
所述步骤1)中所用的滤纸为D7cm的定量慢速滤纸，超声振荡处理时间为30min，频率为25KHz。
所述步骤1)中真空干燥时间为30min，温度为55℃，真空度为0.01mmHg；试样提取步骤中的提取时间为6-8h。
在检测时HMX含量时，待测组分能否充分提取是测试结果是否准确的关键，将水浴加热的温度控制在70-80℃，能保证丙酮溶剂在提取器中顺利的回流。在此条件下对HMX理论含量为73.0％的PBX样品进行了提取时间的实验，并对提取液进行测试，有关数据列于表1。
| 提取时间/h | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 |
| HMX含量/％ | 41.4 | 59.8 | 68.3 | 71.9 | 72.7 | 72.6 | 73.0 | 72.8 |
表1
由表1和数据可知，HMX基炸药试样在提取时间6-8h时，可将HMX组分完全提取。
PBX炸药中含有聚氨酯结构，HMX被其包覆不易溶解，PBX炸药中含有多种易溶于一般溶剂的工艺助剂会对测试结果带来干扰，采用二氯乙烷可有效破坏聚氨酯结构，并将干扰组分溶解，便于后期的目标成分提取，通过超声池的振荡作用，加快破坏、溶解程度。采用低孔径的定量慢速滤纸，能有效避免样品处理过程中低粒径的HMX损失。二甲基亚砜、乙腈对HMX溶解较好，但是沸点较高，不适合作为试样的提取溶剂，丙酮是化学工业中最常用的有机溶剂之一，沸点低，为56.06℃，对HMX有较好的溶解能力，来源广、毒害性小。因此，丙酮是最佳的试样的提取溶剂。HMX含有官能团-NO2具有较强的紫外特征吸收，其乙腈溶液在230nm左右时吸收最强，需要最大的稀释倍数才能避免出现畸形峰，选择最大吸收波长230将引入了稀释误差同时缩小了检测浓度范围，乙腈的波长响应极限为210nm，避免溶剂峰和杂质峰，应适当增加波长。在波长245nm时，降低了-NO2的紫外吸收能力，可较好的平衡进样浓度和响应强度的关系。试样提取溶剂丙酮、流动相中含有的少量杂质、都会形成杂质峰而对目标主峰产生干扰。为了将目标主峰与杂质峰彻底分离开，峰形良好，保证测试良好的重复性，比较了乙腈：蒸馏水为30：70、40:60、50:50、60:40时，目标主峰与杂质峰的重叠情况，发现乙腈：蒸馏水＝40:60时，杂质峰与目标峰分离良好，且响应峰形面积合适，试验重复性好。
按照所发明的测定方法测定HMX基8份，HMX理论含量为75.0％，其结果见表2：
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| HMX含量/％ | 75.0 | 74.9 | 74.5 | 75.3 | 74.8 | 74.6 | 75.1 | 74.5 |
表2
所研究的方法抗干扰性强，分析测试结果的平行性和数据的稳定性较好，该方法具有很强的实用性，还可应用于PBX炸药中RDX的定量分析，具有推广应 用价值，同时在推进剂中HMX/RDX含量测试方面具有较大的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明不受其限制。
实施例1：
1)将PBX试样制成约1mm×1mm×1mm颗粒，称取两份适量试样0.5076g、0.4993g，包在D7cm的定量慢速滤纸中并紧固，置于盛放有二氯乙烷的烧杯中浸泡，然后采用超声池进行振荡处理30min，频率为25KHz左右。取出滤纸包，用二氯乙烷冲洗3次后，放于真空烘箱内抽真空干燥30min，干燥温度为55℃，真空度为0.01mmHg。将滤纸包放入索氏提取器的提取管中，在提取瓶中加入约150ml分析纯丙酮，连接索氏提取器各部分，确保不漏气，置于70-80℃恒温水浴锅中加热提取7h；
2)提取结束后，用少量分析纯丙酮清洗提取管，移除提取管和冷凝器，将提取瓶置于通风厨内，挥发溶剂至15ml左右，将提取瓶中溶液倒入于100ml容量瓶中，使用分析纯乙腈清洗提取瓶3次，洗液均倒入容量瓶，定容，将试样用分析纯乙腈稀释3倍，备用；
3)将适量的HMX溶解于分析纯乙腈，分别制成浓度为0.1mg/ml、0.5mg/ml、1.0mg/ml、2.0mg/ml、3.0mg/ml、4.0mg/ml的HMX乙腈溶液，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40：60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl。发现当浓度为4.0mg/ml时出现圆头峰，其他浓度峰形良好，所以确定HMX标准溶液浓度为0.1mg/ml、0.5mg/ml、1.0mg/ml、2.0mg/ml、3.0mg/ml。
4)准确称取0.5gHMX，置于25ml烧杯中，加入10ml分析纯乙腈，于40℃水浴中加热，不断搅拌至HMX完全溶解，冷却后将HMX乙腈溶液全部转入到100ml容量瓶中，清洗烧杯3-4次，洗液均倒入容量瓶中，然后加入分析纯乙腈至刻度线，摇匀备用。
5)将所配制标准溶液母液，分别用分析纯乙腈稀释1，1.5，3，6，30倍，用微孔滤膜过滤后，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40：60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl，对目标峰进行积分得到色谱峰面积，以标准溶液浓度CHMX为横坐标，以色谱峰面积AHMX为纵坐标绘制标准曲线获得到线 性回归方程：y＝7.35×106+7.30×105，R2＝0.997。
6)分别将提取定容后的试样注入高效液相色谱仪中，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40：60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl，对目标峰进行分析得到色谱峰面积，通过线性回归方程，即可计算出HMX含量如下表3所示。
表3 。
Claims (3)
1.一种采用高效液相色谱法测定HMX含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）试样取样：称取试样，精确至0.0001g，将试样包在脱脂滤纸包内，所用的滤纸为D7cm的定量慢速滤纸，然后用1、2二氯乙烷浸泡，并采用超声池进行振荡处理，处理时间为30min，频率为25KHz，再用1、2二氯乙烷冲洗，真空干燥，干燥时间为30min，温度为55℃，真空度为0.01mmHg，最后置于索氏提取器的提取管中，在提取瓶中加入分析纯丙酮，置于70-80℃恒温水浴锅中加热提取6-8h ；
2）定容稀释：提取结束后，用分析纯丙酮清洗提取管，移除提取管和冷凝器，将提取瓶置于通风厨内，使得溶剂挥发大部分后，将提取瓶中溶液用容量瓶进行定容；
3）确定标准溶液浓度：将HMX用分析纯乙腈溶解，制成溶液，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40:60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl，直至其特征峰不再呈现圆头的形状，从而确定标准溶液浓度；
4）配制标注溶液母液：根据确定的标准溶液浓度，称取HMX用分析纯乙腈在40℃水浴加热进行溶解，冷却后定容，摇匀备用；
5）标准曲线绘制：
将所配制标准溶液母液，分别用分析纯乙腈稀释1、1.5、3、6、30倍，用微孔滤膜过滤后，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40:60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl，对目标峰进行分析得到色谱峰面积，以标准溶液浓度CHMX为横坐标，以色谱峰面积AHMX为纵坐标绘制标准曲线获得到线性回归方程：
6）组分测定：
将步骤2）制备的试样注入高效液相色谱仪中，采用高效液相色谱仪进行测定，流动相：体积比为40：60的色谱级乙腈与蒸馏水混合液，检测波长：245nm，分离柱：C18，柱温35℃，流速：1.0ml/min，进样量：10μl，备用对目标峰进行分析得到色谱峰面积，通过线性回归方程，即可计算出HMX含量；
试样测试时，可根据需要对步骤2）制备的试样用分析纯乙腈进行稀释。
2.根据权利要求1所述采用高效液相色谱法测定HMX含量的方法，其特征在于：所述的高效液相色谱仪为Waters e2695型高效液相色谱仪。
3.根据权利要求1所述采用高效液相色谱法测定HMX含量的方法，其特征在于：将步骤1）中的试样处理成1mm×1mm×1mm颗粒。
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