CN105738545A - 叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量色谱测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用于航天燃料的叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量色谱测定方法。其步骤是：制备检测样品、确定检测条件、制作外标校正曲线、形成检测数据列表。制备检测样品时，加入有机溶剂甲醇、乙腈、氯仿、丙酮的一种，经超声法和浸泡提取法处理形成浸泡提取液，外标法定量；确定检测条件时，以推进剂浸泡提取液为检测对象，采用二极管阵列检测器，设定特定波长为检测波长，兼顾高低含量组分的同时测定。本发明采用的超声法和浸泡提取法相结合，准确测定了受检组分，避开了有害因素，不同组分选取不同的测定波长，实现了推进剂中多种功能助剂高含量和低含量组分的同时检测，本发明还具有方法简单、数据精准、数据重复性好和检测灵敏度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种航天燃料的高分子化学领域的色谱分析法，具体地说是一种叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量色谱测定方法。
背景技术
文献报道过采用液相色谱法测定高能硝酸酯增塑聚醚NEPE推进剂中的增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN和安定剂AD、氧化剂环亚甲基四硝胺HMX含量，而未考虑到氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷CL-20及其杂质对测定其它组分的干扰。
文献报道过氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20纯度和杂质的测定，但并没有报道推进剂中的六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20含量测定。关于同时测定叠氮聚醚推进剂中的多种功能助剂含量的方法未见文献报道。
上述公开的文献报道反映了叠氮聚醚推进剂中的功能助剂含量测定方法的技术现状，其存在的缺陷是：样品处理风险高，测量过程步骤多、实验数据误差大、检测成本相对高。
发明内容
本发明的目的是要提供一种同时测定高能低特征信号的叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量色谱测定方法，它能够有效地降低样品处理风险，简化测量分析过程，缩小数据处理误差，节约检测实验费用。
本发明的技术方案是：
设计一种叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量色谱测定方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一，制备检测样品：获取叠氮聚醚推进剂，切成细粒1mm×1mm×1mm，分别称取重量0.2–0.5g，放入50ml具塞三角瓶中，加入甲醇、乙腈、氯仿、丙酮等有机溶剂中的一种20–30ml，采用超声提取2-4小时，浸泡提取至少20小时，形成浸泡提取液，采用外标法定量。
步骤二，确定检测条件：用高效液相色谱法HPLC对浸泡提取液进行定量测定，以叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂为检测对象，用高效液相色谱法HPLC对浸泡提取液中的主要成分进行定量测定，采用二极管阵列检测器，检测高含量氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20时，可以选取254nm或230nm二者任一个波长作为检测波长外，其他各组分均选取相应的最大吸收波长为各组分的检测波长。
其中，所述有机功能助剂是叠氮聚醚推进剂浸泡提取液中的至少五种主要成分，包括：氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、环亚甲基四硝胺HMX、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、两种安定剂AD；所述两种安定剂AD在下列11类胺类化合物中选取，包括：N-苯基-α-萘胺，4,4'-二氨基二苯基甲烷，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺,N,N'-二甲基二苯胺,N,N’-二(β-萘基)对苯二胺,亚甲基二苯胺,一硝基二苯胺，N-环己基对甲氧基苯胺,N－甲基对硝基苯胺，N-环己基对乙氧基苯胺，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺。
步骤三，制作校正曲线：采用外标校正曲线法定量，称取一定量的氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、氧化剂环亚甲基四硝胺HMX、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、两种安定剂AD，置于容量瓶中，用有机溶剂溶解、稀释和定容，配制成已知准确浓度的溶液，按照确定的检测条件进行检测，绘制校准曲线，计算出叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量。
步骤四，形成数据列表：根据叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量检测数据，制作叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量数据表。
本发明的有益效果是：在本发明的样品制备过程中采用了某种能够同时溶解待测组分的分析纯有机溶剂，并采用超声提取法和浸泡提取法相结合，因而既准确测定了待测组分，又避免了采用其它提取方式所带来的不利因素，同时还能测定推进剂多种功能助剂含量。同时由于样品检测过程中选取待测组分的最大波长，增加了测试样品的灵敏度，检测高含量的氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20时,可以不选择最大波长为检测波长，以兼顾高低含量组分的同时测定，这样有利于对推进剂功能助剂监测和生产过程控制。另外由于本发明对推进剂功能助剂进行了测量，因而保证了推进剂配方的各项性能，进而确保了推进剂研制质量、提高固体火箭发动机的可靠性。本发明还具有检测方法简单易行、实验过程方便推广、检测数据重复性好、数据处理精确可靠的优点。
具体实施方式
下面结合实施例分两组对本发明进一步说明。
第一组，液相色谱法测定氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20含量为60%的叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量。
步骤一，制备检测样品：获取叠氮聚醚推进剂，切成细粒1mm×1mm×1mm，分别称取重量0.2–0.5g，放入50ml具塞三角瓶中，加入甲醇、乙腈、氯仿、丙酮等有机溶剂中的一种20–30ml，采用超声提取2-4小时，浸泡提取至少20小时，形成浸泡提取液，采用外标法定量。
步骤二，确定检测条件：用高效液相色谱法HPLC对浸泡提取液进行定量测定，以叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂为检测对象，用高效液相色谱法HPLC对浸泡提取液中的主要成分进行定量测定，采用二极管阵列检测器，检测高含量氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20时，可以选取254nm或230nm二者任一个波长作为检测波长，其他各组分均选取相应的最大吸收波长为各组分的检测波长。
其中，所述有机功能助剂是叠氮聚醚推进剂浸泡提取液中的至少五种主要成分，包括：氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、环亚甲基四硝胺HMX、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、两种安定剂AD；所述两种安定剂AD在下列11类胺类化合物中选取，包括：N-苯基-α-萘胺，4,4'-二氨基二苯基甲烷，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺,N,N'-二甲基二苯胺,N,N’-二(β-萘基)对苯二胺,亚甲基二苯胺,一硝基二苯胺，N-环己基对甲氧基苯胺,N－甲基对硝基苯胺，N-环己基对乙氧基苯胺，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺。
步骤三，制作校正曲线：采用外标校正曲线法定量，称取一定量的氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、两种安定剂AD，置于容量瓶中，用有机溶剂溶解、稀释和定容，配制成已知准确浓度的溶液，用高效液相色谱法测定受检样品，采用乙腈/水或甲醇/水的液相色谱条件，二极管阵列检测器，绘制校准曲线，计算出叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量。
步骤四，形成检测数据列表：根据叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量检测数据，制作氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20含量为60%的叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量数据表。
表1HPLC法测Cl-20含量为60%的叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量测定方法的精密度（%）
表中，氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、安定剂AD为胺类化合物N-苯基-α-萘胺，4,4'-二氨基二苯基甲烷，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺,N,N'-二甲基二苯胺,N,N’-二(β-萘基)对苯二胺,亚甲基二苯胺,一硝基二苯胺，N-环己基对甲氧基苯胺,N－甲基对硝基苯胺，N-环己基对乙氧基苯胺，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺中的两种。
表2HPLC法测Cl-20含量为60%的叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量测定方法的准确度
表中，氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、安定剂AD为胺类化合物N-苯基-α-萘胺，4,4'-二氨基二苯基甲烷，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺,N,N'-二甲基二苯胺,N,N’-二(β-萘基)对苯二胺,亚甲基二苯胺,一硝基二苯胺，N-环己基对甲氧基苯胺,N－甲基对硝基苯胺，N-环己基对乙氧基苯胺，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺中的两种。
第二组，液相色谱法测定同时含有氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20和环亚甲基四硝胺HMX的叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量。
步骤一，制备检测样品：获取叠氮聚醚推进剂，切成细粒1mm×1mm×1mm，分别称取重量0.2–0.5g，放入50ml具塞三角瓶中，加入甲醇、乙腈、氯仿、丙酮等有机溶剂中的一种20–30ml，采用超声提取2-4小时，浸泡提取至少20小时，形成浸泡提取液，采用外标法定量。
步骤二，确定检测条件：用高效液相色谱法HPLC对浸泡提取液进行定量测定，以叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂为检测对象，用高效液相色谱法HPLC对浸泡提取液中的主要成分进行定量测定，采用二极管阵列检测器，检测高含量氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20时，可以选取254nm或230nm二者任一个波长作为检测波长外，其他各组分均选取相应的最大吸收波长为各组分的检测波长。
其中，所述有机功能助剂是叠氮聚醚推进剂浸泡提取液中的至少五种主要成分，包括：氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、环亚甲基四硝胺HMX、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、两种安定剂AD；所述两种安定剂AD在下列11类胺类化合物中选取，包括：N-苯基-α-萘胺，4,4'-二氨基二苯基甲烷，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺,N,N'-二甲基二苯胺,N,N’-二(β-萘基)对苯二胺,亚甲基二苯胺,一硝基二苯胺，N-环己基对甲氧基苯胺,N－甲基对硝基苯胺，N-环己基对乙氧基苯胺，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺。
步骤三，制作校正曲线：采用外标校正曲线法定量，称取一定量的氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、氧化剂环亚甲基四硝胺HMX、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、两种安定剂AD，置于容量瓶中，用有机溶剂溶解、稀释和定容，配制成已知准确浓度的溶液，用高效液相色谱法测定受检样品，采用乙腈/水或甲醇/水的液相色谱条件，二极管阵列检测器，绘制校准曲线，计算出叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量。
步骤四，形成检测数据列表：同时含有氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20和环亚甲基四硝胺HMX的叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量数据表。
表3HPLC法测含有氧化剂Cl-20和HMX的叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量方法精密度（%）
表中，氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、氧化剂环亚甲基四硝胺HMX、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、安定剂AD为胺类化合物N-苯基-α-萘胺，4,4'-二氨基二苯基甲烷，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺,N,N'-二甲基二苯胺,N,N’-二(β-萘基)对苯二胺,亚甲基二苯胺,一硝基二苯胺，N-环己基对甲氧基苯胺,N－甲基对硝基苯胺，N-环己基对乙氧基苯胺，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺中的两种。
表4HPLC法测含有氧化剂Cl-20和HMX的叠氮聚醚推进剂中功能助剂含量方法准确度
表中，氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、氧化剂环亚甲基四硝胺HMX、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、安定剂AD为胺类化合物N-苯基-α-萘胺，4,4'-二氨基二苯基甲烷，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺,N,N'-二甲基二苯胺,N,N’-二(β-萘基)对苯二胺,亚甲基二苯胺,一硝基二苯胺，N-环己基对甲氧基苯胺,N－甲基对硝基苯胺，N-环己基对乙氧基苯胺，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺中的两种。
Claims (2)
1.一种叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量色谱测定方法，所述方法包括的步骤是：制备检测样品、确定检测条件、制作外标校正曲线、形成检测数据列表，其特征在于：制备检测样品时，加入甲醇、乙腈、氯仿、丙酮等有机溶剂中的一种20–30ml，采用超声提取2-4小时，浸泡提取至少20小时，形成浸泡提取液，采用外标法定量；确定检测条件时，以氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20和粘合剂叠氮聚醚制备的推进剂浸泡提取液为检测对象，采用二极管阵列检测器，检测高含量氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20时，可以选取254nm或230nm二者任一个波长作为检测波长外，其他各组分均选取相应的最大吸收波长为各组分的检测波长。
2.根据权利要求1所述的叠氮聚醚推进剂中有机功能助剂含量色谱测定方法，其特征是：确定检测条件时，检测对象是叠氮聚醚推进剂浸泡提取液中的五种以上主要成分，包括，氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷Cl-20、环亚甲基四硝胺HMX、增塑剂硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯BTTN、两种安定剂AD；其中两种安定剂AD在下列11类胺类化合物中选取，包括：N-苯基-α-萘胺，4,4'-二氨基二苯基甲烷，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺,N,N'-二甲基二苯胺,N,N’-二(β-萘基)对苯二胺,亚甲基二苯胺,一硝基二苯胺，N-环己基对甲氧基苯胺,N－甲基对硝基苯胺，N-环己基对乙氧基苯胺，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺。
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