氣相色譜法測定火藥中異丙醇、乙酸乙酯和苯的含量

魏 晗，徐永士，李孝玉，鄒太卓，徐 衎

（中國人民解放軍63981部隊(duì)， 湖北 武漢 430311）

氣相色譜法測定火藥中異丙醇、乙酸乙酯和苯的含量

魏 晗，徐永士，李孝玉，鄒太卓，徐 衎

（中國人民解放軍63981部隊(duì)， 湖北 武漢 430311）

用氣相色譜法對火藥中異丙醇、乙酸乙酯和苯的含量進(jìn)行測定。樣品用甲醇提取，采用氫火焰檢測器檢測，檢測器溫度200 ℃，柱箱溫度145 ℃，氣化室溫度190 ℃，載氣為氮?dú)猓魉?0 mL/min, 外標(biāo)法定量。該方法對異丙醇、乙酸乙酯和苯的最低檢測濃度為0.5, 0.3, 0.6 μg/mL；在5～100 μg/mL濃度范圍內(nèi)均呈良好的線性關(guān)系，線性系數(shù)r＞0.990; 方法回收率在94.8%～96.5%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）在2.5%～3.6%之間。符合火藥質(zhì)量檢測的要求，方法可用于火藥中異丙醇、乙酸乙酯和苯含量的檢測。

氣相色譜法；火藥；異丙醇；乙酸乙酯；苯

火藥是武器用以發(fā)射彈丸或推動(dòng)火箭運(yùn)動(dòng)的特殊能源，為了滿足不同的性能要求，火藥的組成成分復(fù)雜多變。異丙醇、乙酸乙酯、苯在火藥中是微量存在的，但它們是火藥必不可少的組成部分，這些少量溶劑的存在，可保證火藥的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保持一定的機(jī)械強(qiáng)度，以滿足火藥在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存和使用各個(gè)環(huán)節(jié)的要求［1］。

目前，火藥中有關(guān)這些微量成分的檢測方法并不多，常采用比色法測定［2］，具有操作復(fù)雜，靈敏度和專一度較低的缺點(diǎn)。本研究采用氣相色譜法測定了異丙醇、乙酸乙酯、苯的含量，與常規(guī)方法相比，更加準(zhǔn)確快速的檢測了這些成分，得到了可靠的結(jié)果。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

SP2100氣相色譜儀，配FID型檢測器，微量進(jìn)樣器（10 μL），離心機(jī)（≥2 000 r/min），電子天平（0.000 1 g）［3］。

甲醇為分析純；異丙醇、乙酸乙酯、苯為色譜純。

1.2 色譜條件

色譜柱（內(nèi)徑0.3 cm、長度200 cm、柱裝GDX—103/250～150 μm固定相）；柱箱溫度為145 ℃；氣化室溫度為190 ℃；檢測器溫度200 ℃；載氣為N2（99.99%），流速為50 mL·min-1；進(jìn)樣量2 μL。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、檢查和保存

用吸管準(zhǔn)確吸取25 mL甲醇作為空白溶液，置于干燥的100 mL具塞錐形瓶中，按3 g某牌號火藥試樣中各組分的含量，稱取異丙醇、乙酸乙酯和苯，精確至0.000 2 g，加入空白溶液中，塞緊瓶塞，混勻密封，配制2份。

配制的2份標(biāo)準(zhǔn)溶液，用任意1個(gè)作標(biāo)準(zhǔn)，測定另1個(gè)，各注射3針，取平均值，測定結(jié)果與實(shí)際稱量值之差不大于 0.2%，否則，重新配制。配好的標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)密封保存于冷藏室內(nèi)，有效期為1個(gè)月。

1.4 樣品溶液的配制

按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[4]處理好火藥，稱取3 g試樣，精確至0.000 2 g，置于100 mL具塞錐形瓶中，用吸管加入25 mL甲醇提取劑，塞緊瓶塞，置于電磁攪拌器提取30 min，接著將提取液倒入離心試管內(nèi)，塞上試管塞，置于離心機(jī)內(nèi)離心沉降5 min，然后取適量上層清液于50 mL磨口瓶中，加蓋靜置10 h以上［5］。每個(gè)樣品制備2份待測溶液。

1.5 試驗(yàn)方法

待色譜儀開機(jī)穩(wěn)定以后，取空白溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液進(jìn)行色譜測定，每個(gè)溶液按2 μL的量注射兩針，取平均值，用外標(biāo)法計(jì)算各組分含量。

2 結(jié)果和討論

2.1 樣品處理?xiàng)l件選擇

選取丙酮、石油醚、乙醚和甲醇考察不同提取液的提取效率，結(jié)果顯示：丙酮、石油醚、乙醚、甲醇作為提取劑的回收率均在80%以上，其中甲醇的回收率最高，在93%以上，因此選甲醇為提取劑。

2.2 色譜條件的優(yōu)化

分別采用熱導(dǎo)檢測器（TCD）和氫焰檢測器（FID）對異丙醇、乙酸乙酯、苯進(jìn)行測定，采用氫焰檢測器靈敏度更高，峰形較好。選用載氣時(shí)，對氫氣和氮?dú)膺M(jìn)行比較，氮?dú)鈹U(kuò)散系數(shù)小，柱效更高。本文進(jìn)行色譜柱注溫與載氣壓力的選擇，按照靈敏度高，檢測時(shí)間短，分離效果好的原則，通過對標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣的考察確定色譜分離條件“1.2”。在此條件下，異丙醇、乙酸乙酯、苯得到了有效的分離，出峰清晰直觀，便于更好的進(jìn)行分析。

2.3 線性范圍和檢出限

稱取異丙醇、乙酸乙酯、苯分別加入空白溶液中，配制成5～100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，每個(gè)濃度進(jìn)樣2 μL 并重復(fù)3次取平均值。以異丙醇、乙酸乙酯、苯的濃度為橫坐標(biāo)（X），峰高為縱坐標(biāo)（Y），繪制異丙醇、乙酸乙酯、苯的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。在5～100 μg/mL范圍內(nèi)，異丙醇、乙酸乙酯、苯的濃度與峰高具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大于0.990。以基線3倍噪聲值（S／N）=3在標(biāo)準(zhǔn)曲線查得結(jié)果計(jì)算，本方法對火藥中異丙醇、乙酸乙酯、苯的檢測限為0.5 , 0.3, 0.6 μg/mL。

2.4 色譜測定

抽取標(biāo)準(zhǔn)溶液2 μL，注入氣相色譜室，測定標(biāo)準(zhǔn)溶液中的異丙醇、乙酸乙酯、苯，進(jìn)行外標(biāo)，當(dāng)連續(xù)測定的3個(gè)峰高之差不大于5%時(shí)，求各組分峰高的平均值，然后按相同條件對空白溶液和某牌號火藥樣品溶液進(jìn)行色譜分析，得到空白溶液色譜圖、標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖、火藥試樣提取液色譜圖分別為圖1、圖2、圖3。

圖1 空白溶液色譜圖Fig.1 Chromatograms of the blanks

圖2 標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig.2 Chromatograms of the standards

圖3 火藥試樣提取液色譜圖Fig.3 Chromatograms of the extracts of propellant sample

2.5 回收率和精密度

按試驗(yàn)方法進(jìn)行回收試驗(yàn)，平行測定6次，并計(jì)算加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表1。

GC Determination of Isopropanol, Ethyl Acetate and Benzene in Propellant

WEI Han, XV Yong-shi, LI Xiao-yu, ZOU Tai-zhuo, XV Kan
(PLA Unit 63981, Hubei Wuhan 430311, China)

Contents of isopropanol,ethyl acetate and benzene in propellant were determined by gas chromatography. The samples were extracted by methyl alcohol, detected by FID detector; respective temperatures of detector, column oven, vaporizer were 200℃, 145℃, 190 ℃. The carrier gas was nitrogen and its flow rate was 50 mL/min, the analytes were quantified with an external standard method. And the detection limits of isopropanol,ethyl acetate and benzene were 0.5 μg/mL ,0.3 μg/mL and 0.6 μg/mL,respectively. All of the target compounds exhibited good linearity (r＞0.990) in the concentration range of 5～100 μg/mL. Values of recovery and RSD’s(n=6) found were in ranges of 94.8%～96.5% and 2.5%～3.6%,repectively, which accorded with the requirements of the quality of propellant determination. So the method can be used for detection of isopropanol,ethyl acetate and benzene in propellant.

Gas chromatography；Propellant；Isopropanol；Ethyl acetate；Benzene

O 657

A

1671-0460（2014）11-2472-03

2014-09-16

魏晗（1985-），男，湖北隨州人，助理工程師，從事火藥檢測工作。E-mail：751231048@qq.com。