CN112067641B - 一种α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种α‑HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,该方法具体包括以下步骤:步骤一、抽取粉末试样;步骤二,分别对α‑HMX晶型标准物质中的α‑HMX、醋酸、水分和其它有机杂质进行测试;X射线粉末衍射测试,全谱拟合计算获得α‑HMX晶型在所有不同晶型的HMX中的相对含量;核磁共振测试,核磁共振氢谱加入已知纯度的反丁烯二酸标准法用于测试醋酸含量;温台‑库仑测试,温台‑库仑滴定法用于测试微量水分含量;液相色谱测试,液相色谱归一化法用于测试其它有机杂质含量;步骤三,对α‑HMX晶型标准物质中的α‑HMX、醋酸、水分和其它有机杂质的测试结果进行统计分析获得定值结果。本发明的定值方法准确可靠、切实可行,可实现高纯度α‑HMX晶型标准物质的精确定值。
Description
技术领域
本发明属于炸药领域,涉及奥克托今,具体涉及一种α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法。
背景技术
奥克托今(HMX,化学名:1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷)是高能炸药,HMX合成粗品为α型晶体,须转晶为β型晶体,β-HMX是应用的较优晶型。HMX生产中存在α型、β型两种晶型,β-HMX的微形貌为对称的宝石型,流散性好,密度1.902g/cm-3较大。α-HMX的微形貌为片状或针状,装药工艺的流散性差,且密度为1.846g/cm-3较β-HMX密度低3%,感度高,影响装药安全性和降低能量密度。HMX检验需要α-HMX晶型炸药标准物质作为参比,以保证测试结果的一致、溯源。
α-HMX晶型标准物质可用于X射线衍射、固体紫外-可见吸收光谱、近红外光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、太赫兹吸收光谱、固体核磁共振等分析HMX晶型时使用的具备准确晶型纯度及不确定度的标准物质。
α-HMX晶型标准物质是用醋酸水溶液结晶制得的高纯晶体,除了主体α-HMX,还存在四类杂质:杂质晶型β-HMX、残余溶剂醋酸、微量水分、其它有机杂质。α-HMX晶型纯度是指α-HMX在所有组分中所占的含量,目前尚无α-HMX晶型标准物质定值方法。
α-HMX晶型纯度是指α-HMX在所有组分中所占的含量,目前尚无α-HMX晶型标准物质定值方法。
申请公布号为CN 108918701 A,专利名称为“桔皮素标准物质的制备和定值方法”的中国专利公开了一种化学纯度定值方法,但是未涉及晶型纯度定值方法。检索的HMX晶型测试专利和论文,使用不同的光谱技术对不同晶型识别,以标准物质或参比建立工作曲线或定量模型,没有解决所用标准物质定值权威性、溯源性的问题,如:申请公布号为CN110579500 A,专利名称为“一种基于X射线粉末衍射技术的β-HMX晶型纯度检测方法”的中国专利,近红外光谱法测定HMX中α-HMX杂质晶型的含量,火炸药学报,2016,39(3)。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于,提供一种α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,以解决现有技术中在α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值领域的技术空白。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案予以实现:
一种α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,该方法具体包括以下步骤:
步骤一、抽取粉末试样;
步骤二,分别对α-HMX晶型标准物质中的α-HMX、醋酸、水分和其它有机杂质进行测试;
所述的测试包括X射线粉末衍射测试、核磁共振测试、温台-库仑测试和液相色谱测试;
X射线粉末衍射测试,全谱拟合计算获得α-HMX晶型在所有不同晶型的HMX中的相对含量;
核磁共振测试,核磁共振氢谱加入已知纯度的反丁烯二酸标准法用于测试醋酸含量;
温台-库仑测试,温台-库仑滴定法用于测试微量水分含量;
液相色谱测试,液相色谱归一化法用于测试其它有机杂质含量;
步骤三,对α-HMX晶型标准物质中的α-HMX、醋酸、水分和其它有机杂质的测试结果进行统计分析获得定值结果。
本发明还具有如下技术特征:
所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值结果由晶型纯度xα-HMX和不确定度uα-HMX组成。
所述的步骤一中,随机抽取7瓶样品,分上、中和下取样,取样量按3~4倍测试量取,编号,各组分平行测试各21个α-HMX晶型标准物质的粉末试样。
所述的步骤二中,X射线粉末衍射测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S20101,制备α-HMX单晶,2gHMX溶解于醋酸与水按照体积比为1∶1的混合溶剂20ml中,配置成HMX的浓溶液,过滤,取滤液10ml置于试管中,封口膜密封,再用针头扎10~15个孔,室温静置,直到生长出单晶;
步骤S20102,制备β-HMX单晶,6gHMX溶解于丁内酯与二甲基亚砜按照体积比为73∶27的混合溶剂20ml中,配置成HMX的浓溶液,过滤,取滤液10ml置于试管中,封口膜密封,再用针头扎10~15个孔,室温静置,直到生长出单晶;
α-HMX单晶和β-HMX单晶经单晶X射线衍射测试获得它们的晶体结构参数数据;
步骤S20103,取500mg粉末试样置于玛瑙研钵中,为抑制研磨引起转晶,加入1~2ml正己烷研磨2~3min,用小勺刮下,抹在载玻片上,置于20、50倍显微镜下观察,粒度在5~10μm以抑制晶体颗粒大消光、择优取向引起衍射谱峰展宽导致测试灵敏度、精度下降;在40℃真空干燥箱内干燥3h,再静置3~4h备用,释放研磨产生的应力避免峰形位移;
步骤S20104,按照以下测试参数进行X射线粉末衍射实验:粉末衍射仪测试参数电压40kV,电流40mA,Cu-Kα,波长1.5406nm,扫描时试样以50转/分的速度进行自转,2θ扫描开始角度5°、终止角度90°,步宽0.02°,步进时间1s,每个试样在X射线粉末衍射仪上测试1次,获得1个的衍射谱图数据;
步骤S20105,基于上述步骤制得的α-HMX和β-HMX晶体结构参数数据、标准物质试样的X射线粉末衍射数据作为输入值,用TOPAS软件以α、β型HMX单晶结构参数数据计算出对应的标准衍射谱;基于试样主体晶型为α,可能的杂晶为β型,试样分别与α、β型HNIW标准晶型衍射谱全谱拟合计算,当拟合计算加权图形剩余方差因子Rwp<15时,从而获得试样中α-HMX晶型在α和β型HMX中的相对含量。
所述的步骤二中,核磁共振测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S20201,称取0.1g已知纯度的反丁烯二酸标准物质,精确至0.00001g,称量1000g氘代二甲基亚砜,精确至0.001g配制成0.01%反丁烯二酸的氘代二甲基亚砜溶液,作为内标溶液,内标溶液浓度由称取的反丁烯二酸、氘代二甲基亚砜计算;
步骤S20202,在直径为5mm的核磁管中称取0.1gα-HMX晶型标准物质试样,精确至0.00001g,加入0.6g,即0.5~0.6ml配制好的反丁烯二酸溶液,精确至0.0001g,用核磁帽和封口膜密封后,超声3~5min,随后进行定量核磁氢谱测试;定量核磁测试条件为:核磁谱仪共振频率为400~800MHz,温度20-35℃,延迟时间不小于10s,脉冲角度为30°~90°,采样次数为不少于16次;
δH2.27为微量醋酸的-CH3上3个氢的特征峰,δH6.6为反丁烯二酸-HC=CH-的2个氢的特征峰,δH6.0为HMX环上H的特征峰;根据所得核磁谱图,积分处理后,醋酸含量通过式Ⅰ计算:
式中:
x2—试样中残余溶剂醋酸的含量,以质量分数表示;
As—反丁烯二酸特征信号峰的积分面积;
Ax—醋酸特征峰的积分面积;
Hs—1分子反丁烯二酸特征峰对应官能团上H数目,2;
Hx—1分子醋酸特征峰对应官能团上H数目,3;
Mx—醋酸分子量,60.05;
Ms—反丁烯二酸分子量,116.07;
ms—反丁烯二酸溶液的质量,单位g;
m—α-HMX试样质量,单位g;
Ps—反丁烯二酸溶液浓度,单位g/g。
所述的步骤二中,温台-库仑测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S203,用温台试样瓶称取试样1g,精确至0.002g,放入温台内密封;设置加热温度210℃,保温时间10min,开启滴定开关,1g水对应消耗10.712库仑电量,由消耗的电量数可计算水分含量。
所述的步骤二中,液相色谱测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S204,称取试样约0.01g,精确至0.0002g,用1ml乙腈溶解后,再用甲醇稀释至50ml进行色谱分析;液相色谱紫外检测器波长选择220nm,色谱柱SB-C18(Φ4.6mm×250mm),流动相V(甲醇):V(水)=60∶40,流速1mL/min,进样量5μl;通过对比乙腈甲醇溶液空白与试样溶液色谱图,选择除溶剂峰之外的所有峰进行面积归一化,计算α-HMX晶型标准物质中有机杂质含量。
所述的步骤三中,数据统计获得定值结果的具体过程包括以下步骤:
步骤S301,晶型纯度值的统计:
α-HMX晶型纯度为α-HMX在α-HMX和β-HMX两种物相中含量扣除醋酸、水分和其它有机杂质含量,计算公式见式Ⅱ;
式中:
xα-HMX为α-HMX晶型纯度,以质量百分数表示;
步骤S302,不确定度的统计:
所述的α-HMX晶型纯度的不确定度由各四类组分测试的不确定度合成,每种组分测试过程引入的不确定度均为随机因素和固定因素组成,其中:
四类组分平均值的实验标准偏差的计算公式见式Ⅲ;
随机因素引入的不确定度以四类组分平均值的实验标准偏差合成,计算公式见式Ⅳ;
式中:
sα-HMX为随机因素引入的不确定度;
固定因素引入的不确定度仅为核磁对醋酸定值时内标物的不确定度,其它三种组分固定因素引入的不确定度忽略不计,因此定值不确定度为随机因素和固定因素引入的不确定度,计算公式见式Ⅴ;
式中:
uα-HMX为晶型纯度的不确定度;
uR为核磁测试用反丁烯二酸的不确定度,0.00102%。
本发明与现有技术相比,具有如下技术效果:
(Ⅰ)本发明的定值方法准确可靠、切实可行,可实现高纯度α-HMX晶型标准物质的精确定值。
(Ⅱ)该定值方法为了提高定值质量,通过统计性随机抽取试样、高精度分项定值、数据统计分析,获得试样准确晶型纯度值,也可用于其它同质异型类化学材料的晶型纯度计量。
(Ⅲ)围绕着α-HMX标准物质晶型纯度的准确定值,该发明所涉及的核磁微痕量醋酸测试、水分测试、晶型含量的全谱拟合测试、其它有机杂质的液相色谱测试方法,也可用于为其它化学材料的多组分、多物相成分测试。
附图说明
图1为α-HMX标准物质试样的X射线衍射图。
图2为α-HMX标准物质试样的核磁氢谱图。
图3为温台-库仑滴定法的水分提取示意图。
图4为α-HMX标准物质试样的液相色谱图。
图中各个标号的含义为:1-进气管,2-出气管,3-密封盖,4-样品瓶,5-加热炉。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
本发明建立一种α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,所述的α-HMX晶型纯度定值方法,是基于对α-HMX晶型标准物质中各微量组分充分分析、无遗漏的基础上,本发明是基于独特的试样抽取、测试方法和数据统计分析的一种准确、可溯源的定值方法。
需要说明的是,本发明中,TOPAS软件指的是TOtal PAttern Solution软件,即全谱分析软件,TOPAS软件均为本领域已知的常规软件。其用途是用单晶的数据计算标准晶型的标准数据,用于将测试数据与标准数据全谱拟合获得晶型相对含量。
需要说明的是,本发明中,α-HMX晶型纯度定值的扩展不确定度(置信概率P=95%):U=k·uα-HMX(k=2,P=95%)。
需要说明的是,本发明中,α-HMX晶型纯度定值结果表示:xα-HMX±2uα-HMX(k=2,P=95%)。
遵从上述技术方案,以下给出本发明的具体实施例,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例:
本实施例给出一种α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,该方法具体包括以下步骤:
步骤一、抽取粉末试样;
随机抽取7瓶样品,分上、中和下取样,取样量按3~4倍测试量取,编号,各组分平行测试各21个α-HMX晶型标准物质的粉末试样。
步骤二,分别对α-HMX晶型标准物质中的α-HMX、醋酸、水分和其它有机杂质进行测试;
所述的测试包括X射线粉末衍射测试、核磁共振测试、温台-库仑测试和液相色谱测试;
X射线粉末衍射测试,如图1所示,全谱拟合计算获得α-HMX晶型在所有不同晶型的HMX中的相对含量;
核磁共振测试,如图2所示,核磁共振氢谱加入已知纯度的反丁烯二酸标准法用于测试醋酸含量;
温台-库仑测试,如图3所示,温台-库仑滴定法用于测试微量水分含量;
液相色谱测试,如图4所示,液相色谱归一化法用于测试其它有机杂质含量;
具体的,X射线粉末衍射测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S20101,制备α-HMX单晶,2gHMX溶解于醋酸与水按照体积比为1∶1的混合溶剂20ml中,配置成HMX的浓溶液,过滤,取滤液10ml置于试管中,封口膜密封,再用针头扎10~15个孔,室温静置,直到生长出单晶;
步骤S20102,制备β-HMX单晶,6gHMX溶解于丁内酯与二甲基亚砜按照体积比为73∶27的混合溶剂20ml中,配置成HMX的浓溶液,过滤,取滤液10ml置于试管中,封口膜密封,再用针头扎10~15个孔,室温静置,直到生长出单晶;
α-HMX单晶和β-HMX单晶经单晶X射线衍射测试获得它们的晶体结构参数数据;
步骤S20103,取500mg粉末试样置于玛瑙研钵中,为抑制研磨引起转晶,加入1~2ml正己烷研磨2~3min,用小勺刮下,抹在载玻片上,置于20、50倍显微镜下观察,粒度在5~10μm以抑制晶体颗粒大消光、择优取向引起衍射谱峰展宽导致测试灵敏度、精度下降;在40℃真空干燥箱内干燥3h,再静置3~4h备用,释放研磨产生的应力避免峰形位移;
步骤S20104,按照以下测试参数进行X射线粉末衍射实验:粉末衍射仪测试参数电压40kV,电流40mA,Cu-Kα,波长1.5406nm,扫描时试样以50转/分的速度进行自转,2θ扫描开始角度5°、终止角度90°,步宽0.02°,步进时间1s,每个试样在X射线粉末衍射仪上测试1次,获得1个的衍射谱图数据;
步骤S20105,基于上述步骤制得的α-HMX和β-HMX晶体结构参数数据、标准物质试样的X射线粉末衍射数据作为输入值,用TOPAS软件以α、β型HMX单晶结构参数数据计算出对应的标准衍射谱;基于试样主体晶型为α,可能的杂晶为β型,试样分别与α、β型HNIW标准晶型衍射谱全谱拟合计算,当拟合计算加权图形剩余方差因子Rwp<15时,从而获得试样中α-HMX晶型在α和β型HMX中的相对含量。
本实施例中,在单晶衍射仪对α-HMX、β-HMX单晶晶体进行测定。典型试样X射线衍射图见图1.晶体学数据、键长和键角数据见表1~表3。
表1α-HMX、β-HMX晶体结构参数表
表2α-HMX原子坐标数据
表3β-HMX原子坐标数据
以表1~表3的晶体结构参数数据、粉末衍射数据作为输入值,采用EVA和TOPAS软件对试样的X射线粉末衍射图谱进行全谱拟合计算,获得α-HMX在α-、β-HMX两种物相中的相对含量。按式Ⅰ、式Ⅱ统计测试数据,测试统计结果见表4,21个平行测试数据的平均值为99.192%,平均值的实验标准偏差为0.124%。
表4全谱图拟合的α-HMX晶型相对含量测试和统计结果表单位:%(g/g)
具体的,核磁共振测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S20201,称取0.1g已知纯度的反丁烯二酸标准物质,精确至0.00001g,称量1000g氘代二甲基亚砜,精确至0.001g配制成0.01%反丁烯二酸的氘代二甲基亚砜溶液,作为内标溶液,内标溶液浓度由称取的反丁烯二酸、氘代二甲基亚砜计算;
步骤S20202,在直径为5mm的核磁管中称取0.1gα-HMX晶型标准物质试样,精确至0.00001g,加入0.6g,即0.5~0.6ml配制好的反丁烯二酸溶液,精确至0.0001g,用核磁帽和封口膜密封后,超声3~5min,随后进行定量核磁氢谱测试;定量核磁测试条件为:核磁谱仪共振频率为400~800MHz,温度20-35℃,延迟时间不小于10s,脉冲角度为30°~90°,采样次数为不少于16次;
δH2.27为微量醋酸的-CH3上3个氢的特征峰,δH6.6为反丁烯二酸-HC=CH-的2个氢的特征峰,δH6.0为HMX环上H的特征峰;根据所得核磁谱图,积分处理后,醋酸含量通过式Ⅰ计算:
式中:
x2—试样中残余溶剂醋酸的含量,以质量分数表示;
As—反丁烯二酸特征信号峰的积分面积;
Ax—醋酸特征峰的积分面积;
Hs—1分子反丁烯二酸特征峰对应官能团上H数目,2;
Hx—1分子醋酸特征峰对应官能团上H数目,3;
Mx—醋酸分子量,60.05;
Ms—反丁烯二酸分子量,116.07;
ms—反丁烯二酸溶液的质量,单位g;
m—α-HMX试样质量,单位g;
Ps—反丁烯二酸溶液浓度,单位g/g。
本实施例中,按式Ⅰ、式Ⅱ统计测试数据,测试统计结果见表5,21个平行测试数据的平均值为0.124%,平均值的实验标准偏差为0.004%。
表5核磁共振氢谱对醋酸测试和统计结果表 单位:%(g/g)
具体的,步骤二中,温台-库仑测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S203,用温台试样瓶称取试样1g,精确至0.002g,放入温台内密封;设置加热温度210℃,保温时间10min,开启滴定开关,1g水对应消耗10.712库仑电量,由消耗的电量数可计算水分含量。
本实施例中,按式Ⅰ、式Ⅱ统计测试数据,测试统计结果见表6。21个平行测试数据的平均值为0.006%,平均值的实验标准偏差为0.000175%。
表6温台-库仑滴定法对微量水分测试和统计结果表 单位:%(g/g)
具体的,液相色谱测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S204,称取试样约0.01g,精确至0.0002g,用1ml乙腈溶解后,再用甲醇稀释至50ml进行色谱分析;液相色谱紫外检测器波长选择220nm,色谱柱SB-C18(Φ4.6mm×250mm),流动相V(甲醇):V(水)=60∶40,流速1mL/min,进样量5μl;通过对比乙腈甲醇溶液空白与试样溶液色谱图,选择除溶剂峰之外的所有峰进行面积归一化,计算α-HMX晶型标准物质中有机杂质含量。
本实施例中,按式Ⅰ、式Ⅱ统计测试数据,测试统计结果见表7。21个平行测试数据的平均值为0.196%,平均值的实验标准偏差为0.016%。
表7液相色谱法对有机杂质测试和统计结果表 单位:%(g/g)
步骤三,对α-HMX晶型标准物质中的α-HMX、醋酸、水分和其它有机杂质的测试结果进行统计分析获得定值结果。
所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值结果由晶型纯度xα-HMX和不确定度uα-HMX组成。
数据统计获得定值结果的具体过程包括以下步骤:
步骤S301,晶型纯度值的统计:
α-HMX晶型纯度为α-HMX在α-HMX和β-HMX两种物相中含量扣除醋酸、水分和其它有机杂质含量,计算公式见式Ⅱ;
式中:
xα-HMX为α-HMX晶型纯度,以质量百分数表示;
步骤S302,不确定度的统计:
所述的α-HMX晶型纯度的不确定度由各四类组分测试的不确定度合成,每种组分测试过程引入的不确定度均为随机因素和固定因素组成,其中:
四类组分平均值的实验标准偏差的计算公式见式Ⅲ;
随机因素引入的不确定度以四类组分平均值的实验标准偏差合成,计算公式见式Ⅳ;
式中:
sα-HMX为随机因素引入的不确定度;
固定因素引入的不确定度仅为核磁对醋酸定值时内标物的不确定度,其它三种组分固定因素引入的不确定度忽略不计,因此定值不确定度为随机因素和固定因素引入的不确定度,计算公式见式Ⅴ;
式中:
uα-HMX为晶型纯度的不确定度;
uR为核磁测试用反丁烯二酸的不确定度,0.00102%。
本实施例中,按式Ⅲ、式Ⅳ和式Ⅴ对各步骤定值结果进行不确定度分析,获得定值结果见表8。α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值结果:98.87%±0.26%(k=2,P=95%)。
表8α-HMX晶型纯度定值统计结果表 单位:%(g/g)
Claims (7)
1.一种α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:
步骤一、抽取粉末试样;
步骤二,分别对α-HMX晶型标准物质中的α-HMX、醋酸、水分和其它有机杂质进行测试;
所述的测试包括X射线粉末衍射测试、核磁共振测试、温台-库仑测试和液相色谱测试;
X射线粉末衍射测试,全谱拟合计算获得α-HMX晶型在所有不同晶型的HMX中的相对含量;
核磁共振测试,核磁共振氢谱加入已知纯度的反丁烯二酸标准法用于测试醋酸含量;
温台-库仑测试,温台-库仑滴定法用于测试微量水分含量;
液相色谱测试,液相色谱归一化法用于测试其它有机杂质含量;
所述的步骤二中,X射线粉末衍射测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S20101,制备α-HMX单晶,2gHMX溶解于醋酸与水按照体积比为1∶1的混合溶剂20ml中,配置成HMX的浓溶液,过滤,取滤液10ml置于试管中,封口膜密封,再用针头扎10~15个孔,室温静置,直到生长出单晶;
步骤S20102,制备β-HMX单晶,6gHMX溶解于丁内酯与二甲基亚砜按照体积比为73∶27的混合溶剂20ml中,配置成HMX的浓溶液,过滤,取滤液10ml置于试管中,封口膜密封,再用针头扎10~15个孔,室温静置,直到生长出单晶;
α-HMX单晶和β-HMX单晶经单晶X射线衍射测试获得它们的晶体结构参数数据;
步骤S20103,取500mg粉末试样置于玛瑙研钵中,为抑制研磨引起转晶,加入1~2ml正己烷研磨2~3min,用小勺刮下,抹在载玻片上,置于20、50倍显微镜下观察,粒度在5~10μm以抑制晶体颗粒大消光、择优取向引起衍射谱峰展宽导致测试灵敏度、精度下降;在40℃真空干燥箱内干燥3h,再静置3~4h备用,释放研磨产生的应力避免峰形位移;
步骤S20104,按照以下测试参数进行X射线粉末衍射实验:粉末衍射仪测试参数电压40kV,电流40mA,Cu-Kα,波长1.5406nm,扫描时试样以50转/分的速度进行自转,2θ扫描开始角度5°、终止角度90°,步宽0.02°,步进时间1s,每个试样在X射线粉末衍射仪上测试1次,获得1个的衍射谱图数据;
步骤S20105,基于上述步骤制得的α-HMX和β-HMX晶体结构参数数据、标准物质试样的X射线粉末衍射数据作为输入值,用TOPAS软件以α、β型HMX单晶结构参数数据计算出对应的标准衍射谱;基于试样主体晶型为α,可能的杂晶为β型,试样分别与α、β型HNIW标准晶型衍射谱全谱拟合计算,当拟合计算加权图形剩余方差因子Rwp<15时,从而获得试样中α-HMX晶型在α和β型HMX中的相对含量;
步骤三,对α-HMX晶型标准物质中的α-HMX、醋酸、水分和其它有机杂质的测试结果进行统计分析获得定值结果。
2.如权利要求1所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,其特征在于,所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值结果由晶型纯度xα-HMX和不确定度uα-HMX组成。
3.如权利要求1所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,其特征在于,所述的步骤一中,随机抽取7瓶样品,分上、中和下取样,取样量按3~4倍测试量取,编号,各组分平行测试各21个α-HMX晶型标准物质的粉末试样。
4.如权利要求1所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,其特征在于,所述的步骤二中,核磁共振测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S20201,称取0.1g已知纯度的反丁烯二酸标准物质,精确至0.00001g,称量1000g氘代二甲基亚砜,精确至0.001g配制成0.01%反丁烯二酸的氘代二甲基亚砜溶液,作为内标溶液,内标溶液浓度由称取的反丁烯二酸、氘代二甲基亚砜计算;
步骤S20202,在直径为5mm的核磁管中称取0.1gα-HMX晶型标准物质试样,精确至0.00001g,加入0.6g,即0.5~0.6ml配制好的反丁烯二酸溶液,精确至0.0001g,用核磁帽和封口膜密封后,超声3~5min,随后进行定量核磁氢谱测试;定量核磁测试条件为:核磁谱仪共振频率为400~800MHz,温度20~35℃,延迟时间不小于10s,脉冲角度为30°~90°,采样次数为不少于16次;
δH2.27为微量醋酸的-CH3上3个氢的特征峰,δH6.6为反丁烯二酸-HC=CH-的2个氢的特征峰,δH6.0为HMX环上H的特征峰;根据所得核磁谱图,积分处理后,醋酸含量通过式Ⅰ计算:
式中:
x2—试样中残余溶剂醋酸的含量,以质量分数表示;
As—反丁烯二酸特征信号峰的积分面积;
Ax—醋酸特征峰的积分面积;
Hs—1分子反丁烯二酸特征峰对应官能团上H数目,2;
Hx—1分子醋酸特征峰对应官能团上H数目,3;
Mx—醋酸分子量,60.05;
Ms—反丁烯二酸分子量,116.07;
ms—反丁烯二酸溶液的质量,单位g;
m—α-HMX试样质量,单位g;
Ps—反丁烯二酸溶液浓度,单位g/g。
5.如权利要求1所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,其特征在于,所述的步骤二中,温台-库仑测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S203,用温台试样瓶称取试样1g,精确至0.002g,放入温台内密封;设置加热温度210℃,保温时间10min,开启滴定开关,1g水对应消耗10.712库仑电量,由消耗的电量数可计算水分含量。
6.如权利要求1所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,其特征在于,所述的步骤二中,液相色谱测试的具体过程包括以下步骤:
步骤S204,称取试样约0.01g,精确至0.0002g,用1ml乙腈溶解后,再用甲醇稀释至50ml进行色谱分析;液相色谱紫外检测器波长选择220nm,色谱柱SB-C18Φ4.6mm×250mm,流动相V(甲醇):V(水)=60∶40,流速1mL/min,进样量5μl;通过对比乙腈甲醇溶液空白与试样溶液色谱图,选择除溶剂峰之外的所有峰进行面积归一化,计算α-HMX晶型标准物质中有机杂质含量。
7.如权利要求1所述的α-HMX晶型标准物质晶型纯度定值方法,其特征在于,所述的步骤三中,数据统计获得定值结果的具体过程包括以下步骤:
步骤S301,晶型纯度值的统计:
α-HMX晶型纯度为α-HMX在α-HMX和β-HMX两种物相中含量扣除醋酸、水分和其它有机杂质含量,计算公式见式Ⅱ;
式中:
xα-HMX为α-HMX晶型纯度,以质量百分数表示;
步骤S302,不确定度的统计:
所述的α-HMX晶型纯度的不确定度由各四类组分测试的不确定度合成,每种组分测试过程引入的不确定度均为随机因素和固定因素组成,其中:
四类组分平均值的实验标准偏差的计算公式见式Ⅲ;
随机因素引入的不确定度以四类组分平均值的实验标准偏差合成,计算公式见式Ⅳ;
式中:
sα-HMX为随机因素引入的不确定度;
固定因素引入的不确定度仅为核磁对醋酸定值时内标物的不确定度,其它三种组分固定因素引入的不确定度忽略不计,因此定值不确定度为随机因素和固定因素引入的不确定度,计算公式见式Ⅴ;
式中:
uα-HMX为晶型纯度的不确定度;
uR为核磁测试用反丁烯二酸的不确定度,0.00102%。
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