氣相色譜法測(cè)定火藥中定劑含量研究

禹旭輝, 趙 勇, 景超峰, 張 彬

（1. 中國人民解放軍62196部隊(duì)，湖北 武漢 430207；2. 中國人民解放軍62101部隊(duì)，湖北 武漢 430014； 3. 中國人民解放軍63981部隊(duì)，湖北 武漢 430311）

氣相色譜法測(cè)定火藥中定劑含量研究

禹旭輝1, 趙 勇2, 景超峰1, 張 彬3

（1. 中國人民解放軍62196部隊(duì)，湖北 武漢 430207；2. 中國人民解放軍62101部隊(duì)，湖北 武漢 430014； 3. 中國人民解放軍63981部隊(duì)，湖北 武漢 430311）

建立了一種新的氣相色譜測(cè)定火藥中定劑的方法。選擇特定的外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)物作外標(biāo)可以消除火藥試驗(yàn)提取時(shí)存在的浸取不完全性缺陷，并用化學(xué)法驗(yàn)證了它的正確性。該法簡單、快速、精密度和準(zhǔn)確度高、安全無毒，符合火藥質(zhì)量檢測(cè)的要求，方法可用于火藥中中定劑含量的檢測(cè)。

氣相色譜；火藥；中定劑

中定劑是火藥的主要成分之一。準(zhǔn)確測(cè)定其含量，對(duì)于彈藥平時(shí)安全和戰(zhàn)時(shí)使用都十分重要。一般方法是：用一定比例的丙酮-石油醚混合液浸取樣品，以純中定劑作外標(biāo)進(jìn)行氣相色譜測(cè)試［1］。這一方法所得的結(jié)果與傳統(tǒng)溴化法［2］相比較，結(jié)果均有偏低現(xiàn)象。

為探討這一問題，筆者采用不同外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的氣相色譜法以及溴化法，對(duì)多種型號(hào)火藥進(jìn)行中定劑測(cè)試研究，發(fā)現(xiàn)用特定標(biāo)準(zhǔn)藥作外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)則可以避免這種現(xiàn)象，驗(yàn)證了氣相色譜法外標(biāo)物選擇對(duì)該法適用于火藥檢測(cè)的重要性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

SP4320A氣相色譜儀，SE-30色譜柱，專用工作站，丙酮，石油醚，乙醇，鹽酸，碘化鉀（試劑均為分析純），0.2 N的溴液，0.1 N的硫代硫酸鈉（已標(biāo)定）。

1.2 色譜條件

氣化室溫度250 ℃，色譜柱溫度165 ℃，TCD溫度200 ℃，熱絲230 ℃［3］，流速180 mL/min, 載氣H2（99.999%），進(jìn)樣量8 μL。

1.3 色譜實(shí)驗(yàn)

1.3.1 以純安定劑作外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

稱取0.028 g（精確到0.001 g）的純中定劑置于50 mL具塞三角瓶中，加入20 mL丙酮-石油醚混合液，配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液待用。選取5種不同型號(hào)的火藥（已知標(biāo)準(zhǔn)值），均稱取2 g（精確到0.001 g）按上述方法，分別置于50 mL具塞三角瓶中，加入20 mL丙酮-石油醚混合液，配制成待測(cè)樣品。加入后立即搖動(dòng)數(shù)次，以防粘結(jié)，浸取8 h后，用氣相色譜的方法［4］進(jìn)行中定劑含量測(cè)定，每個(gè)樣品測(cè)試四次。其結(jié)果見表1。

表1 以純中定劑作外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)測(cè)試結(jié)果Table 1 Test results obtained by external standard of pure propylthiouracil w,%

1.3.2 以特定標(biāo)準(zhǔn)藥作外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

稱取2 g（精確到0.001 g）的標(biāo)準(zhǔn)藥置于50 mL具塞三角瓶中，加入20 mL丙酮-石油醚混合液，配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液待用。同樣選取上述5種不同型號(hào)的火藥（已知標(biāo)準(zhǔn)值），均稱取2 g（精確到0.001 g）按同樣方法，用氣相色譜的方法進(jìn)行安定劑含量測(cè)定，每個(gè)樣品測(cè)試4次。其結(jié)果見表2。

表2 以特定標(biāo)準(zhǔn)藥作外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)測(cè)試結(jié)果Table 2 Test results obtained by external standard of the standard propellant w,%

1.4 溴化法實(shí)驗(yàn)

1.4.1 樣品預(yù)處理

將火藥按試驗(yàn)法要求制備成三維尺寸不大于 3 mm的顆粒狀［5］，去掉粉末，稱取3 g (精準(zhǔn)至0.001 g)放入500 mL錐形瓶中,加入50 mL體積比4∶1乙醇水溶液，在（90±5）℃的水浴中提?。?］, 每20 min震搖1次，3 h后提出，冷卻至室溫待用。

1.4.2 溴化法滴定實(shí)驗(yàn)

向冷卻至室溫的錐形瓶中精確加入 30 mL 0.2 N的溴液，放在20 ℃溫度下20 min,然后加入10 mL 1∶1鹽酸水溶液，搖晃0.5 min，迅速加入10 mL 15%的碘化鉀，蓋緊瓶塞搖勻，打開瓶塞后用0.1 N的硫代硫酸鈉滴定至終點(diǎn)，記下消耗的體積數(shù)V2。在沒有樣品的錐形瓶中加入50 mL體積比4∶1乙醇水溶液，按上述方法做空白實(shí)驗(yàn)，記下消耗的體積數(shù)V1，依據(jù)實(shí)驗(yàn)法［1］得出火藥的中定劑含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜法試驗(yàn)比較

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出：用純中定劑作外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試時(shí)，所得各樣品測(cè)得的結(jié)果均小于各自的標(biāo)準(zhǔn)值；而用特定標(biāo)準(zhǔn)藥作外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)測(cè)試結(jié)果均接近它們的標(biāo)準(zhǔn)值，說明現(xiàn)有的浸取方法，確實(shí)存在樣品前處理不完全浸取的問題。

出現(xiàn)這種現(xiàn)象可以這樣認(rèn)為：純中定劑標(biāo)準(zhǔn)和特定標(biāo)準(zhǔn)藥的標(biāo)準(zhǔn)做外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一個(gè)相當(dāng)于完全浸取，一個(gè)相當(dāng)于不完全浸取，而不完全浸取的作為標(biāo)準(zhǔn)反而更適合做外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)定值更準(zhǔn)確。

2.2 色譜法與溴化法比較

為驗(yàn)證上述結(jié)論，選擇4個(gè)不同類型的火藥，用純安定劑作外標(biāo)氣相色譜法和溴化法，分別對(duì)它們進(jìn)行了中定劑含量測(cè)試。其對(duì)比結(jié)果見表3。

表3 氣相色譜法與溴化法對(duì)比測(cè)試結(jié)果Table 3 Comparison of results obtained by the bromination with those by GC w,%

分析檢測(cè)數(shù)據(jù)可以得知：氣相色譜法所得的樣品結(jié)果變化同溴化法所得的結(jié)果變化一致，且降低值基本相同。說明：氣相色譜法可以用于測(cè)試火藥的含量，只是用純中定劑外標(biāo)時(shí)，測(cè)試結(jié)果系統(tǒng)性偏低。

2.3 測(cè)定方法的準(zhǔn)確度和精密度試驗(yàn)

選取已知中定劑含量（2.80%）的火藥，用特定標(biāo)準(zhǔn)藥做外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)氣相色譜方法測(cè)試中定劑結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。結(jié)果見表4。

表4 準(zhǔn)確度和精密度試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Result of test for accuracy rating and precision (n=6)

3 結(jié) 論

用純中定劑作外標(biāo)氣相色譜測(cè)定，這種方法存在缺陷，不宜采用。導(dǎo)致結(jié)果偏低原因是樣品中的中定劑在浸取時(shí)不完全。如果用特定外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)作外標(biāo)，同樣浸取條件，校正因子的變化則可以彌補(bǔ)樣品浸取時(shí)不完全所帶來的缺陷，利用氣相色譜法可以準(zhǔn)確地對(duì)火藥進(jìn)行中定劑測(cè)試。

［1］陳琳, 金昌根, 張懷志. 發(fā)射藥理化分析[M]. 北京：國防工業(yè)出版社, 2006：60-70.

［2］肖志力. 火藥試驗(yàn)方法[M]. 北京：國防工業(yè)出版社, 2000：172-179.

［3］魏晗, 徐永士, 李孝玉， 等. 氣相色譜法測(cè)定火藥中異丙醇、乙酸乙酯和苯的含量[J]. 當(dāng)代化工, 2014, 43（11）：2472-2473.

［4］GJB185-2004火藥試驗(yàn)法-安定劑測(cè)試法[S].

［5］GJB13-2001火藥試樣的準(zhǔn)備原則[S].

［6］GJB24-2002火藥試樣的提取方法[S].

Study on Determination of Propylthiouracil in the Propellant by GC

YU Xv-hui1，ZHAO Yong2，JING Chao-feng1，ZHANG Bin3
（1. PLA Unit 62196, Hubei Wuhan 430207, China; 2. PLA Unit 62101, Hubei Wuhan 430014, China; 3. PLA Unit 63981, Hubei Wuhan 430311, China）

A new analytical method was established to determine propylthiouracil in the propellant.The specific external standard was used to eliminate the defect that the propylthiouracil was incompletely extracted. And the method’s validity was verified by chemical method. The results show that the method is simple and rapid in operation, has high precision and accuracy, and can be used for detection of propylthiouracil in propellant.

gas-chromatograph; propellant; propylthiouracil

O 657

A

1671-0460（2015）09-2274-02

2015-07-22

禹旭輝（1982-），男，湖北武漢人，業(yè)務(wù)處長，2002年畢業(yè)于軍械工程學(xué)院彈藥專業(yè)，研究方向：從事彈藥管理工作。E-mail：751231048@qq.com。