高效液相色譜法同時測定混合炸藥中RDX 與FOX–7

關(guān)得云 ，溫曉燕 ，楊彩寧 ，胡玲 ，王歌揚 ，常海

(1.西安近代化學研究所，西安 710065； 2.甘肅銀光化學工業(yè)集團有限公司，甘肅白銀 730900)

RDX 是當前使用的常規(guī)高能炸藥，大量用于填裝炮彈、魚雷、地雷等兵器戰(zhàn)斗部，可以大幅提高大口徑榴彈的毀傷威力和作戰(zhàn)效能，在軍事上有較好的應(yīng)用前景。RDX 感度較高，裝藥性能差，不能單獨用于裝填彈藥，必須加入某些添加劑使其鈍感化，并改善裝藥性能后才適用，而加入過多的鈍感材料，又會影響其能量密度和毀傷威力。

FOX-7 是一種新型高能鈍感炸藥，具有密度大、能量高、感度低、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好等特點，綜合性能優(yōu)異，能量密度與RDX 相當，并且能與多數(shù)炸藥配方用粘結(jié)劑、鈍感劑、增塑劑等材料相容。將FOX-7 混入RDX 基壓裝炸藥中可在保證能量密度的前提下有效降低炸藥的敏感度，提高安全性。田軒等［1］研究了FOX-7 混入RDX 基壓裝炸藥的影響。趙娟等［2］研究了FOX-7 和RDX基含鋁炸藥的沖擊起爆特性。王鋒等［3］研究了含F(xiàn)OX-7 發(fā)射藥的低壓燃燒性能及力學性能，提到發(fā)射藥配方中FOX-7 和RDX 含量不同會直接影響混合炸藥的性能。但FOX-7 和RDX 混合炸藥組分含量的同時測定鮮有報道。

液相色譜法（HPLC）是一種基于物質(zhì)吸附作用不同而實現(xiàn)分離測定的分析方法，其分離效能高，可以實現(xiàn)較低的檢測限和較寬的線性范圍，而且所需樣品量少，適合分離生物大分子、離子型化合物、不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物以及其它高分子化合物等。在環(huán)境、生物制藥等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用［4-5］。近年來，采用液相色譜法對難揮發(fā)，熱不穩(wěn)定的火炸藥進行分離分析的研究取得了比較理想的成果［6-11］。對RDX和FOX-7 相關(guān)的分離分析研究也有相關(guān)報道［12-17］，這些分析方法的靈敏度較高，選擇性強。但未見有運用高效液相色譜技術(shù)同時分離檢測混合炸藥中RDX 和FOX-7 含量的報道。筆者采用高選擇性和高靈敏度的HPLC 建立同時測定混合炸藥中RDX和FOX-7 含量的方法，并對方法的線性、準確性和重復性進行考察。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：1120 型，帶UV 檢測器及色譜工作站，美國安捷倫科技有限公司。

電子天平：XS205DU 型，感量為0.01 mg，瑞士梅特勒-托利多國際有限公司。

超聲儀：HU6150D 型，天津恒奧科技發(fā)展有限公司。

丙酮：分析純，四川西隴科技有限公司。乙腈：色譜純，德國默克股份兩合公司。RDX、FOX-7 標準品：西安近代化學研究所?；旌险ㄋ帢悠罚篟DX 含量為（20.0±1.0）%和FOX-7 含量為（40.0±1.0）%，批號為1～4，西安近代化學研究所。

1.2 色譜條件

色譜柱：C18色譜柱（4.6 mm×150 mm，5 μm，美國安捷倫科技有限公司）；檢測波長：210 nm；流動相：乙腈-水（60∶40）；柱溫：25 ℃；流量：1.0 mL／min，進樣體積：2 μL。

1.3 樣品溶液的制備

稱取混合炸藥樣品0.5 g 于250 mL 容量瓶中，加入適量丙酮，超聲溶解20 min，用丙酮定容。

1.4 標準溶液的制備

稱取0.3 g RDX 標準品，0.6 g FOX-7 標準品于250 mL 容量瓶中，加入丙酮溶解，定容。制成RDX、FOX-7 質(zhì)量濃度分別為1.2、2.4 mg／mL 的混合標準儲備液。分別精確量取1、2、3、4、5、6 mL混合標準儲備液于10 mL 容量瓶中，加入丙酮定容，制成RDX 質(zhì)量濃度分別為0.12、0.24、0.36、0.48、0.60、0.72 mg／mL，F(xiàn)OX-7 質(zhì)量濃度分別為0.24、0.48、0.72、0.96、1.20、1.44 mg／mL 的系列混合標準工作溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的選擇

2.1.1 溶劑的選擇

作為實驗室常用溶劑，丙酮對絕大多數(shù)的有機物質(zhì)具有良好的溶解性，可作為首選溶劑。RDX 在丙酮中有較大的溶解度［14］，但室溫下FOX-7 在丙酮中的溶解度約為0.3 g／100 g［15］，若要保證試驗中最大濃度混合標準儲備液中的FOX-7 能夠全部溶解，需要室溫下的丙酮約250 mL，因此選用250 mL 容量瓶配制溶液。

因流動相中含有水相，在選定溶劑后進行溶劑滴析試驗：稱取1.2 g FOX-7 和0.6 g RDX 于150 mL 錐形瓶中，加入50 mL 丙酮超聲溶解，待樣品完全溶解后，加入50 mL 純水，振搖，靜置。觀察到溶液無混濁或結(jié)晶現(xiàn)象，可確定丙酮作為本試驗的溶劑。

2.1.2 色譜柱的選擇

RDX 和FOX-7 均是強極性物質(zhì)，采用C18鍵合相反相色譜柱，可將兩種物質(zhì)有效分離。

2.1.3 檢測波長的選擇

FOX-7 在190～400 nm 波長處都有吸收［16］，在213 nm 處有較強吸收；RDX 在210 nm 處有較好吸收［17］。檢測波長確定為210 nm。

2.1.4 流動相配比的選擇

按1.2 調(diào)試儀器，流動相選用乙腈和水，分別選擇體積比為50∶50、60∶40、70∶30 3 種比例，進2 μL 樣品溶液進行試驗。色譜圖見圖1(a)～(c)。

圖1 不同流動相配比樣品色譜圖

分離度的大小表示待測組分與共存物之間的分離程度，可以通過測定待測組分之間的分離度對色譜系統(tǒng)進行評價與控制。分離度是兩個組分的保留值之差與其平均峰寬值之比，用R 表示，當R ＞0.8 時，兩組分不能完全分離；當0.8 ＜R ＜1 時，兩峰部分重疊，兩組分分離程度低；當R=l 時，兩峰重疊約2%，兩組分分離程度可以達到98%；當R=1.5時，兩組分分離程度可以達到99.7%，通常以R=1.5作為相鄰兩組分完全分離的指標。

分析圖1(a)～(c)色譜峰，圖1(a)中FOX-7 峰與雜質(zhì)a 峰未完全分離；圖1(b)中有4 個峰，其中FOX-7 峰與雜質(zhì)a 峰的分離度為1.2，雜質(zhì)a 峰與雜質(zhì)b 峰的分離度為3.0，雜質(zhì)b 峰與RDX 峰的分離度為1.4，分離度均大于1.0，相鄰組分分離程度超過98%，可用于數(shù)據(jù)處理；圖1(c)中缺失雜質(zhì)b 峰，可能與RDX 峰重合。圖1(a)和圖1(c)均不能用于數(shù)據(jù)處理。所以選擇60∶40 作為流動相乙腈-水的配比。

2.2 線性關(guān)系

按1.2 色譜條件調(diào)試儀器，待儀器穩(wěn)定后，取制備好的系列混合標準工作溶液，每種濃度進樣兩次，取色譜峰面積平均值。以RDX 和FOX-7 的質(zhì)量濃度(c)為橫坐標，色譜峰面積(A)為縱坐標繪制標準工作曲線，計算線性方程和相關(guān)系數(shù)，結(jié)果列于表1。由表1 可知，RDX 和FOX-7 的質(zhì)量濃度在各自的線性范圍內(nèi)與色譜峰面積線性關(guān)系良好。

表1 RDX 和FOX–7 的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)

2.3 加標回收試驗

分別稱取0.05、0.10、0.15 g RDX 和0.10、0.20、0.30 g FOX-7 于250 mL 容量瓶中，加入丙酮溶解，定容，制成質(zhì)量濃度分別為0.20、0.40、0.60 mg／mL RDX，0.40、0.80、1.20 mg／mL FOX-7 的混合溶液。用針頭過濾器過濾后，在最佳實驗條件下對每個樣品分別測定2 次，計算回收率，結(jié)果列于表2。由表2可知，RDX 的回收率為99.0%～100.0%，F(xiàn)OX-7的加標回收率為99.7%～101.6%，結(jié)果準確度良好。

表2 回收率試驗測定結(jié)果

2.4 重復性試驗

稱 取0.10 g RDX 和0.20 g FOX-7 于250 mL容量瓶中，加入丙酮溶解，定容。制成RDX、FOX-7質(zhì)量濃度分別為0.40、0.80 mg／mL 的混合溶液，平行制備6 份。用針頭過濾器過濾后，在最佳實驗條件下測定，結(jié)果列于表3。表3中RDX 的相對標準偏差為0.490%，F(xiàn)OX-7 的相對標準偏差為0.258%，均相對較小，說明該方法的重復性良好。

表3 重復性試驗測定結(jié)果

2.5 樣品測定

取試樣溶液，在最佳實驗條件下，每批試樣平行測定2 次。以外標法計算RDX 和FOX-7 含量，結(jié)果列于表4。RDX 和FOX-7 含量的配制值分別為（20.0±1.0）%、（40.0±1.0）%，由表4 可知，1～4批混合炸藥樣品中RDX 和FOX-7 含量均在理論范圍內(nèi)，表明該方法可應(yīng)用于實際組分檢測。

表4 樣品中RDX 和FOX–7 的測定結(jié)果 mg／mL

3 結(jié)語

建立了高效液相色譜法分離并定量測定混合炸藥組分中RDX 和FOX-7 的方法，采用傳統(tǒng)C18柱，對色譜條件進行了優(yōu)化，并分離出雜質(zhì)峰。該方法準確度符合要求，精密度良好。驗證試驗結(jié)果表明該方法用于實際組分檢測，操作簡單快捷，成本較低，有推廣價值。