高效液相色谱法同时测定混合炸药中RDX 与FOX–7

关得云 ，温晓燕 ，杨彩宁 ，胡玲 ，王歌扬 ，常海

(1.西安近代化学研究所，西安 710065； 2.甘肃银光化学工业集团有限公司，甘肃白银 730900)

RDX 是当前使用的常规高能炸药，大量用于填装炮弹、鱼雷、地雷等兵器战斗部，可以大幅提高大口径榴弹的毁伤威力和作战效能，在军事上有较好的应用前景。RDX 感度较高，装药性能差，不能单独用于装填弹药，必须加入某些添加剂使其钝感化，并改善装药性能后才适用，而加入过多的钝感材料，又会影响其能量密度和毁伤威力。

FOX-7 是一种新型高能钝感炸药，具有密度大、能量高、感度低、热稳定性和化学稳定性好等特点，综合性能优异，能量密度与RDX 相当，并且能与多数炸药配方用粘结剂、钝感剂、增塑剂等材料相容。将FOX-7 混入RDX 基压装炸药中可在保证能量密度的前提下有效降低炸药的敏感度，提高安全性。田轩等［1］研究了FOX-7 混入RDX 基压装炸药的影响。赵娟等［2］研究了FOX-7 和RDX基含铝炸药的冲击起爆特性。王锋等［3］研究了含FOX-7 发射药的低压燃烧性能及力学性能，提到发射药配方中FOX-7 和RDX 含量不同会直接影响混合炸药的性能。但FOX-7 和RDX 混合炸药组分含量的同时测定鲜有报道。

液相色谱法（HPLC）是一种基于物质吸附作用不同而实现分离测定的分析方法，其分离效能高，可以实现较低的检测限和较宽的线性范围，而且所需样品量少，适合分离生物大分子、离子型化合物、不稳定的天然产物以及其它高分子化合物等。在环境、生物制药等领域得到广泛的应用［4-5］。近年来，采用液相色谱法对难挥发，热不稳定的火炸药进行分离分析的研究取得了比较理想的成果［6-11］。对RDX和FOX-7 相关的分离分析研究也有相关报道［12-17］，这些分析方法的灵敏度较高，选择性强。但未见有运用高效液相色谱技术同时分离检测混合炸药中RDX 和FOX-7 含量的报道。笔者采用高选择性和高灵敏度的HPLC 建立同时测定混合炸药中RDX和FOX-7 含量的方法，并对方法的线性、准确性和重复性进行考察。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

高效液相色谱仪：1120 型，带UV 检测器及色谱工作站，美国安捷伦科技有限公司。

电子天平：XS205DU 型，感量为0.01 mg，瑞士梅特勒-托利多国际有限公司。

超声仪：HU6150D 型，天津恒奥科技发展有限公司。

丙酮：分析纯，四川西陇科技有限公司。乙腈：色谱纯，德国默克股份两合公司。RDX、FOX-7 标准品：西安近代化学研究所。混合炸药样品：RDX 含量为（20.0±1.0）%和FOX-7 含量为（40.0±1.0）%，批号为1～4，西安近代化学研究所。

1.2 色谱条件

色谱柱：C18色谱柱（4.6 mm×150 mm，5 μm，美国安捷伦科技有限公司）；检测波长：210 nm；流动相：乙腈-水（60∶40）；柱温：25 ℃；流量：1.0 mL／min，进样体积：2 μL。

1.3 样品溶液的制备

称取混合炸药样品0.5 g 于250 mL 容量瓶中，加入适量丙酮，超声溶解20 min，用丙酮定容。

1.4 标准溶液的制备

称取0.3 g RDX 标准品，0.6 g FOX-7 标准品于250 mL 容量瓶中，加入丙酮溶解，定容。制成RDX、FOX-7 质量浓度分别为1.2、2.4 mg／mL 的混合标准储备液。分别精确量取1、2、3、4、5、6 mL混合标准储备液于10 mL 容量瓶中，加入丙酮定容，制成RDX 质量浓度分别为0.12、0.24、0.36、0.48、0.60、0.72 mg／mL，FOX-7 质量浓度分别为0.24、0.48、0.72、0.96、1.20、1.44 mg／mL 的系列混合标准工作溶液。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择

2.1.1 溶剂的选择

作为实验室常用溶剂，丙酮对绝大多数的有机物质具有良好的溶解性，可作为首选溶剂。RDX 在丙酮中有较大的溶解度［14］，但室温下FOX-7 在丙酮中的溶解度约为0.3 g／100 g［15］，若要保证试验中最大浓度混合标准储备液中的FOX-7 能够全部溶解，需要室温下的丙酮约250 mL，因此选用250 mL 容量瓶配制溶液。

因流动相中含有水相，在选定溶剂后进行溶剂滴析试验：称取1.2 g FOX-7 和0.6 g RDX 于150 mL 锥形瓶中，加入50 mL 丙酮超声溶解，待样品完全溶解后，加入50 mL 纯水，振摇，静置。观察到溶液无混浊或结晶现象，可确定丙酮作为本试验的溶剂。

2.1.2 色谱柱的选择

RDX 和FOX-7 均是强极性物质，采用C18键合相反相色谱柱，可将两种物质有效分离。

2.1.3 检测波长的选择

FOX-7 在190～400 nm 波长处都有吸收［16］，在213 nm 处有较强吸收；RDX 在210 nm 处有较好吸收［17］。检测波长确定为210 nm。

2.1.4 流动相配比的选择

按1.2 调试仪器，流动相选用乙腈和水，分别选择体积比为50∶50、60∶40、70∶30 3 种比例，进2 μL 样品溶液进行试验。色谱图见图1(a)～(c)。

图1 不同流动相配比样品色谱图

分离度的大小表示待测组分与共存物之间的分离程度，可以通过测定待测组分之间的分离度对色谱系统进行评价与控制。分离度是两个组分的保留值之差与其平均峰宽值之比，用R 表示，当R ＞0.8 时，两组分不能完全分离；当0.8 ＜R ＜1 时，两峰部分重叠，两组分分离程度低；当R=l 时，两峰重叠约2%，两组分分离程度可以达到98%；当R=1.5时，两组分分离程度可以达到99.7%，通常以R=1.5作为相邻两组分完全分离的指标。

分析图1(a)～(c)色谱峰，图1(a)中FOX-7 峰与杂质a 峰未完全分离；图1(b)中有4 个峰，其中FOX-7 峰与杂质a 峰的分离度为1.2，杂质a 峰与杂质b 峰的分离度为3.0，杂质b 峰与RDX 峰的分离度为1.4，分离度均大于1.0，相邻组分分离程度超过98%，可用于数据处理；图1(c)中缺失杂质b 峰，可能与RDX 峰重合。图1(a)和图1(c)均不能用于数据处理。所以选择60∶40 作为流动相乙腈-水的配比。

2.2 线性关系

按1.2 色谱条件调试仪器，待仪器稳定后，取制备好的系列混合标准工作溶液，每种浓度进样两次，取色谱峰面积平均值。以RDX 和FOX-7 的质量浓度(c)为横坐标，色谱峰面积(A)为纵坐标绘制标准工作曲线，计算线性方程和相关系数，结果列于表1。由表1 可知，RDX 和FOX-7 的质量浓度在各自的线性范围内与色谱峰面积线性关系良好。

表1 RDX 和FOX–7 的线性范围、线性方程、相关系数

2.3 加标回收试验

分别称取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，制成质量浓度分别为0.20、0.40、0.60 mg／mL RDX，0.40、0.80、1.20 mg／mL FOX-7 的混合溶液。用针头过滤器过滤后，在最佳实验条件下对每个样品分别测定2 次，计算回收率，结果列于表2。由表2可知，RDX 的回收率为99.0%～100.0%，FOX-7的加标回收率为99.7%～101.6%，结果准确度良好。

表2 回收率试验测定结果

2.4 重复性试验

称 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质量浓度分别为0.40、0.80 mg／mL 的混合溶液，平行制备6 份。用针头过滤器过滤后，在最佳实验条件下测定，结果列于表3。表3中RDX 的相对标准偏差为0.490%，FOX-7 的相对标准偏差为0.258%，均相对较小，说明该方法的重复性良好。

表3 重复性试验测定结果

2.5 样品测定

取试样溶液，在最佳实验条件下，每批试样平行测定2 次。以外标法计算RDX 和FOX-7 含量，结果列于表4。RDX 和FOX-7 含量的配制值分别为（20.0±1.0）%、（40.0±1.0）%，由表4 可知，1～4批混合炸药样品中RDX 和FOX-7 含量均在理论范围内，表明该方法可应用于实际组分检测。

表4 样品中RDX 和FOX–7 的测定结果 mg／mL

3 结语

建立了高效液相色谱法分离并定量测定混合炸药组分中RDX 和FOX-7 的方法，采用传统C18柱，对色谱条件进行了优化，并分离出杂质峰。该方法准确度符合要求，精密度良好。验证试验结果表明该方法用于实际组分检测，操作简单快捷，成本较低，有推广价值。