反相高效液相色譜法測定改性單基發射藥中的N,N-二苯基-N'-甲基脲素

楊彩寧,陳曼,樊永惠,趙娟,劉紅妮

（西安近代化學研究所，西安 710065）

反相高效液相色譜法測定改性單基發射藥中的N,N-二苯基-N'-甲基脲素

楊彩寧,陳曼,樊永惠,趙娟,劉紅妮

（西安近代化學研究所，西安 710065）

建立了反相高效液相色譜測定改性單基發射藥中N,N-二苯基-N'-甲基脲素（AKⅡ）含量的方法。采用ODS色譜柱（150mm×4.6 mm，5 μm），選用甲醇–水（體積比60∶40)體系為流動相，檢測波長為220nm，流速為1 m L/min，柱溫為室溫，用水析法進行紫外檢測定量測定。結果表明，AKⅡ濃度在0.09～0.5 mg/m L范圍內與色譜峰面積比值（分析物∶內標）呈良好的線性關系，線性方程為y=65.058x+0.043 9，相關系數r=0.998 9。測定結果的相對標準偏差為1.10%（n=8），加標平均回收率為99.77%。采用內標法測定改性單基發射藥中N,N-二苯基-N'-甲基脲素的含量，結果準確可靠，操作簡單實用。

反相高效液相色譜；改性單基發射藥；N,N-二苯基-N'-甲基脲素

隨著武器彈藥技術的發展，單基藥日益暴露出能量低、綜合性能差等缺點。通過加入高能材料，如硝化甘油（NG）、硝基胍（NQ）、黑索今 (RDX)等，單基發射藥的能量得到有效提高，但同時出現對炮管的燒蝕大、低溫抗沖性能下降、生產工藝復雜和危險性增加等問題，影響了單基發射藥的更新換代［1］。發射藥表面鈍感技術的應用，使單基發射藥的性能大有提高。

通過改變單基藥的配方及生產工藝，從而改變藥的性能,得到高性能改性單基藥，如在單基藥中加入新型鈍感劑、安定劑、硝化甘油等；在工藝上采用將聚酯、硝化甘油溶于溶劑，然后將藥粒浸入溶液中，藥粒中硝化甘油和鈍感劑的含量由外及里逐漸降低，從而使發射藥燃燒時形成平臺效應，提高彈丸初速，降低膛壓。通過在配方中加入消焰劑、降燒蝕劑等，減少炮口焰，降低炮管燒蝕。提高士兵的隱蔽性及安全性，增加作戰的靈活性［2］。

N,N-二苯基-N'-甲基脲素（AKⅡ）是高性能改性單基藥中的新型安定劑，它在發射藥中含量的大小直接影響到單基藥的安定性能［3］，含量過大，彈道性能下降；含量過小，安定性能差，不利于運輸和儲存。而目前還沒有相關的單基發射藥中的AKⅡ含量的分析方法,因此需要制定新的分析方法，用于其含量的測定。

筆者采用內標法對AKⅡ的含量進行了測定，方法的精密度較高,使改性單基發射藥中AKⅡ的質量控制分析更為簡便、快速。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：HP1100型，帶有波長可調的紫外分光光度檢測器，二元梯度泵，20μL定量環，美國安捷倫公司；

電子天平：AL204型,精度0. 0001 g，瑞士梅特勒- 托利多儀器(上海)有限公司；

磨口錐形瓶：250mL；

移液管：容量分別為5,10,20mL；

丙酮、鄰苯二甲酸二乙酯：分析純；

甲醇：色譜純，美國Fisher公司；

實驗用水：二次蒸餾水，經0. 45 μm的微孔濾膜過濾；

硝化棉(NC)：將試藥用乙醚提取后去除剩余部分即得；

NG，AKⅡ，NA聚酯，六硝基鈷鉀標準品：西安近代化學研究所。

1.2 色譜條件

色譜柱：安捷倫 C18(150mm ×4.6 mm, 5 μm)；UV檢測波長：220nm；柱溫：室溫；流動相比例：甲醇-水(體積比65∶35)；流動相流速：1 mL/min；進樣量：20μL。

1.3 樣品前處理

樣品顆粒應小于2 mm×2 mm×3 mm，對于大顆粒或長條狀、長管狀樣品需要用鉗子或剪刀將其剪成符合要求的尺寸。

1.4 內標溶液的配制

準確稱取0.2～0.4 g（精確至0.0002 g）鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)于100mL容量瓶中，用甲醇溶解后稀釋至刻度，搖勻，作為內標溶液，密閉保存備用。

1.5 標準溶液的配制

根據1 g試樣中各組分的含量，精確稱取硝化棉，NG，AKⅡ，NA聚酯，六硝基鈷鉀，放入潔凈、干燥的250mL具塞錐形瓶內。上述物質的稱量均應精確至0.0002 g，用移液管移入5.0mL內標溶液、20.0mL丙酮，塞上瓶塞，攪拌至完全溶解，用移液管補加甲醇10mL，在不停搖晃下，逐滴加入15 mL蒸餾水使硝化棉呈粉狀析出。總定容體積為50mL，然后離心，取清液備用［4］。

1.6 試樣溶液的配制

按1.5方法配制，所配試樣溶液濃度要與標準溶液濃度接近。

2 結果與討論

2.1 樣品前處理條件的選擇

由于改性單基發射藥為顆粒狀藥，材料堅硬，不能采用常規的提取方法。因此，在樣品處理時先將藥粒剪成2 mm大小的藥粒，然后用溶劑浸泡溶解，再加水滴析出硝化棉，溶液經離心后，取清樣進入液相色譜儀，經色譜柱分離，與標準進行比較得出AKⅡ含量。經過多次試驗比較，最后采用丙酮浸泡溶解。

2.2 內標物的選擇

前處理采用丙酮浸泡滴析法，由于丙酮容易揮發，在操作中易造成誤差，使測定結果不準確，因此需要加入內標。選擇加入內標的方法可以消除操作中丙酮揮發引起的容量誤差及儀器誤差，操作簡便而且測定誤差減小［5，6］。在測定改性單基發射藥時,選用DEP為內標,出峰時間合適,峰形良好,分離效果好。

2.3 色譜條件的優化

考慮AKⅡ的分離效果及色譜檢測時間，選擇甲醇-水為流動相。考查了0.5，0.8，1.0mL/min 3種流速，選擇流速為1.0mL/min時，分離效果最佳。用二極管陣列檢測器對AKⅡ進行了200～400nm范圍的掃描，在220nm處，3個待測組分的吸收強度較大且雜質不干擾測定，因此選擇220nm為檢測波長。在220nm處，流動相為甲醇-水時，各組分的吸光系數較大，分離效果佳［7］。經過試驗，各組分分離度不變，分析時間合理，色譜圖良好（見圖1）。

圖1 AKⅡ的色譜圖

2.4 線性試驗

分別精密稱取AKⅡ標準品0.004 7，0.009 6，0.015 0，0.0205，0.024 9 g，按 照 1.5 方 法 配 制 成標準系列溶液，進樣20μL。應用內標法，橫坐標x為AKⅡ標準品的質量濃度，縱坐標y為AKⅡ峰面積與內標物峰面積的比值，回歸方程為y=65.058x+0.043 9（n=5, r=0.998 9），線 性 范 圍 為0.09～0.5 mg/mL。

2.5 精密度試驗

取AKⅡ標準溶液20μL進樣，重復測定8次，測定結果見表1。由表1可知，峰面積測定結果的相對標準偏差為0.93%，表明儀器的精密度良好。

表1 精密度試驗結果

2.6 重復性試驗

取同一批號改性單基發射藥樣品8份，按1.5方法制成溶液，進樣20μL，測定結果見表2。由表2可知，AKⅡ含量的相對標準偏差為1.20%。

表2 重復性試驗結果 %

2.7 穩定性試驗

精密量取配好的改性單基發射藥樣品溶液20μL，分別于 0，6，10，24，30，34，48 h 檢測，AK Ⅱ峰面積的相對標準偏差為0.88%。表明本方法測定結果在48 h內保持基本穩定。

2.8 回收試驗

按照1 g改性單基發射藥中各組分含量稱取AKⅡ和其它組分，回收試驗結果見表3。由表3可知，AKⅡ的平均回收率為99.77%，測定結果的相對標準偏差為1.10%。

表3 回收試驗結果

3 結語

由線性、精密度、重復性、穩定性、回收試驗結果可知，高效液相色譜法用于測定改性單基發射藥中AKⅡ含量，結果準確可靠，操作簡單實用。

［1］路德維希·施蒂弗爾.火炮發射技術［M］.楊葆新，譯.北京:兵器工業出版社, 1993: 96–108.

［2］王瓊林，劉少武，于慧芳，等.高性能改性單基發射藥的制備和性能［J］.火炸藥學報 , 2007, 30(6): 68–71.

［3］中國兵器工業第204研究所.火炸藥手冊［M］.北京：兵器工業出版社, 1985.

［4］GJB 770B–2005 火藥試驗方法［S］.

［5］于世林. 高效液相色譜方法及應用［M］. 北京：化學工業出版社,2000.

［6］王曉輝,劉濤,李清,等. 高效液相色譜法同時測定黃芪中的五種黃酮類成分［J］.色譜, 2006, 24(5): 486–488.

［7］夏禹杰,曾建立,趙兵,等. 反相高效液相色譜檢測法測定溴化1-乙基-3甲基咪唑-水體系中青蒿素［J］.分析化學, 2009,37(4): 573–576.

Determ ination of N,N-diphenyl-N'-methyl-carbam ide in Modifi ed Single-base Gun Propellant by RP-HPLC

Yang Caining, Chen Man, Fan Yonghui, Zhao Juan, Liu Hongni
(Xi’an Modern Chem istry Research Institute, Xi’an 710065, China)

A RP-HPLC method for determination of N,N-diphenyl-N'-methyl-carbamide (AKⅡ) in modified singlebase gun propellant was established. The sample was separated on ODS column with mobile phase methanol-water (volume ration was 60∶40) at flow rate of 1.0mL/min and room temperature. Detection wavelength was 220nm. AKⅡconcentration was linear with the ratio of peak areas at the range of 0.09-0.5 mg/m L. The linear equation was y=65.058x+0.043 9 with the linear correlation coefficient of 0.998 9. The relative standard deviation of determination results was 1.10%(n=8), and the recovery of the method was 99.77%. The result showed that this method was accurate and reliable, and the operation was simple and applied.

RP-HPLC; modified single-base gun propellant; N,N-dipheny-N'-methyl-carbamide

O657.7+2

A

1008–6145(2012)02–0063–03

10.3969/j.issn.1008–6145.2012.02.019

聯系人：楊彩寧； Email: cainingyang@sina.com

2011–11–23