智麗娜 劉玉存 袁俊明

（中北大學(xué) 化工與環(huán)境學(xué)院，山西太原030051）

PBX混合炸藥組分化學(xué)分析方法試驗研究

智麗娜*劉玉存 袁俊明

（中北大學(xué) 化工與環(huán)境學(xué)院，山西太原030051）

綜述了近年來順式六氫異吲哚的合成方法，按照反應(yīng)原料和所選催化劑的不同將順式六氫異吲哚的合成路線分為七條，并對各條路線的優(yōu)缺點進(jìn)行了比較。

順式六氫異吲哚 米格列奈 中間體 合成

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)炸藥的用途日益廣泛，不僅消耗量逐年增加，而且新品種不斷涌現(xiàn)，這就要求有相應(yīng)的分析方法?；旌险ㄋ幍慕M分分析對于炸藥的爆炸性能、炸藥質(zhì)量和產(chǎn)品的設(shè)計有重要的意義[1]。

在炸藥組分分析中，對于混合炸藥的定量分析，主要是利用不同的分離方法把各個組分逐個分離出來，達(dá)到定量分析檢測的目的[2]。對于PBX混合炸藥組分分析，一般多采用化學(xué)分析法。該方法操作簡單，試驗周期短，測定結(jié)果精確。

結(jié)合實際情況，本文用盡量少的化學(xué)藥劑，采用化學(xué)分析法[3]對PBX混合炸藥組分中高氯酸銨(AP)進(jìn)行準(zhǔn)確的定量測定，同時對分析過程中的影響因素進(jìn)行研究。

1 試驗材料與試驗方法

1.1 試驗原理

化學(xué)分析法是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，通過選取適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑與試樣中的某一組分進(jìn)行反應(yīng)，從而通過計算得出組分的含量。

本文采用化學(xué)分析法測定含有高氯酸銨(AP)、黑索今(RDX)和鋁粉(Al)的PBX混合炸藥中高氯酸銨(AP)的含量，首先進(jìn)行試樣的前期處理，用GW-1試劑破壞包覆層后，用蒸餾水提取高氯酸銨，取濾液滴定。加入甲醛，與濾液中的高氯酸銨反應(yīng)，生成甲酸。用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定甲酸的含量，從而計算高氯酸銨的含量。

計算公式如下：

式中：M----高氯酸銨的相對分子質(zhì)量（g/mol）；

C——氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/l）；

V1——滴定生成的甲酸所用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）；

V2——空白試驗所用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）。

1.2 試驗試劑及儀器

試驗試劑與儀器見表1、表2、表3及圖1。

1.3 試驗所需溶液的配制

1）1g/L的酚酞乙醇溶液的配制：稱量0.1g的酚酞倒入燒杯中，然后用量筒量取100ml的乙醇溶液加入燒杯中，并用玻璃棒攪拌至完全溶解。將配制好的酚酞

指示劑倒入滴瓶中，貼好標(biāo)簽待用。

表1 試驗試劑

圖1 試驗所用儀器

表2 試驗儀器

表3 砂芯漏斗規(guī)格及用途

表4 實驗數(shù)據(jù)記錄

表5 試驗結(jié)果及誤差

2）0.1 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：在干凈的小燒杯中加入少量的蒸餾水放在天平上，去皮后稱量0.4g的NaOH粉末（防止吸濕），用玻璃棒攪拌至完全溶解，倒入200ml容量瓶中，并用蒸餾水沖洗小燒杯，將洗液倒入容量瓶中。用滴管滴加蒸餾水到刻度線。蓋上瓶塞（不能用玻璃塞，用橡膠塞），振蕩均勻后貼好標(biāo)簽備用，在使用之前重新?lián)u勻。

1.4 試驗方案

對1#號和2#號炸藥樣品進(jìn)行化學(xué)滴定分析，預(yù)處理用銅刀將炸藥試樣切成小塊，用GW-1試劑破壞炸藥的包覆層。然后加入70ml蒸餾水，分別在50℃和70℃的水浴中加熱兩個小時，同時用平頭玻璃棒不斷攪拌。兩小時后趁熱過濾，取濾液加入甲醛溶液，加熱反應(yīng)生成酸，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，最后計算出高氯酸銨的含量。通過對比實驗誤差，確定實驗的加熱溫度。

1.5 試驗步驟

1）取一個G4和一個G5的砂芯漏斗，編號為Ⅰ號和Ⅱ號，用電子天平準(zhǔn)確稱量兩漏斗的質(zhì)量。再稱量兩份質(zhì)量為1.00g的1#配方的PBX樣品炸藥，用銅刀將樣品切成邊長約1mm的正方形小塊，分別裝入兩漏斗。再稱量裝藥后漏斗的質(zhì)量，兩組實驗同步進(jìn)行。

2）分別用量筒量取10mlGW-1試劑加入兩漏斗，并用干凈的玻璃棒進(jìn)行攪拌。等待10分鐘，用循環(huán)水式真空泵抽濾。再加入10mlGW-1試劑，如此重復(fù)操作5次，待最后一次加入的GW-1試劑完全滴入錐形瓶后，將兩漏斗用循環(huán)水式真空泵抽濾。

3）將GW-1試劑處理過的樣品轉(zhuǎn)移至250ml的錐形瓶中，編號為Ⅰ號和Ⅱ號，加入70ml蒸餾水，分別在50℃和70℃的水浴中加熱兩個小時，同時用平頭玻璃棒不斷攪拌。

4）加熱兩個小時后取下錐形瓶，趁熱過濾，并用30ml的相應(yīng)溫度的熱水分6次洗滌錐形瓶。將濾液收集于另一個干凈的錐形瓶中進(jìn)行滴定實驗。

5）用量筒量取30ml的甲醛分別加入兩個盛有濾液的錐形瓶中，在水浴中加熱5分鐘，冷卻至室溫，加入三滴酚酞指示劑，開始滴定。用蝴蝶夾將堿式滴定管固定在鐵架臺上，加入約35ml的0.1mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。將堿式滴定管的示數(shù)調(diào)整至整數(shù)后開始滴定，當(dāng)錐形瓶內(nèi)的顏色變?yōu)榈凵珪r為滴定終點，記錄此時的讀數(shù)，所用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積記為V1。對2#試樣重復(fù)上述實驗，編號為Ⅲ號，Ⅳ號。

1.6 空白試驗

由于水中含有H+影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度，因此需要滴定相應(yīng)體積的蒸餾水消除誤差。

1）取一個干凈的250ml的錐形瓶，編號為Ⅴ，加入100ml的蒸餾水，用量筒量取30ml的甲醛加入錐形瓶中，在水浴中加熱5分鐘，冷卻至室溫，加入三滴酚酞指示劑，開始滴定。

2）用蝴蝶夾將堿式滴定管固定在鐵架臺上，加入約20ml的0.1mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。將堿式滴定管的示數(shù)調(diào)整至整數(shù)后開始滴定，當(dāng)錐形瓶內(nèi)的顏色變?yōu)榈凵珪r為滴定終點，記錄此時的讀數(shù)，將空白試驗所用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積記為V2。

2 試驗結(jié)果分析

由上表可知在對兩種試樣在70℃的水浴加熱條件下進(jìn)行試驗，測定高氯酸銨的含量分別為25.26%和25.49%，測定值與理論值接近，誤差較小。在50℃的條件下實驗結(jié)果偏低，可能的原因有：

1）高氯酸銨是小顆粒，在粉碎炸藥樣品的過程中小顆粒容易灑落，造成誤差。

2）由于粉碎度不高，在炸藥試樣的小顆粒中可能還包覆著部分高氯酸銨，使得測定結(jié)果偏低。

3）高氯酸銨在水中的溶解度隨溫度升高而增大，因此在70℃測定結(jié)果更準(zhǔn)確。

因此，采用化學(xué)滴定法測定高氯酸銨的含量應(yīng)選用70℃的水浴加熱條件，加熱兩個小時后取濾液，加入甲醛溶液與之反應(yīng)生成酸，最后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定計算出高氯酸銨的含量。

3 結(jié)論

本文采用化學(xué)分析法分析炸藥組分的含量，通過試驗確定適用于給定PBX混合炸藥組分中高氯酸銨(AP)含量測定的分析方法和試驗條件，得出以下結(jié)論。

1）對該試驗中給定的PBX混合炸藥進(jìn)行精確分析高氯酸銨(AP)組分含量時，可采用化學(xué)分析法。

2）采用化學(xué)分析法測定高氯酸銨的含量應(yīng)選用70℃的水浴加熱條件，加熱兩個小時后取濾液，加入甲醛溶液與之反應(yīng)生成酸，最后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定計算出高氯酸銨的含量，在上述條件下測定結(jié)果誤差最小。

3）用化學(xué)分析法測定高氯酸銨的含量準(zhǔn)確度較高，但缺點在于不能連續(xù)的測定炸藥中的三種組分，應(yīng)進(jìn)一步研究選取合適的溶劑提取各組分，連續(xù)測定三種組分含量，且萃取過程互不影響。

[1]歐育湘.炸藥分析[M].北京:兵器工業(yè)出版社,1994.

[1]OU Yu-xiang. Explosive analysis[M]. Beijing, Weapon Industry Press,1994.

[2]王金英,張景林,杜鵑.多組分混合炸藥的定量分析方法研究[J].含能材料,2006,10(5):27-30.

[2]WANG Jin-ying,ZHANG Jing-lin,DU Juan. Study on the Quantitative Analysis Method of Multi-component Explosive[J]. ENERGETIC MATERIALS,2006,10(5):27-30.

[3]艾翠玲.含黑索今的混合炸藥廢水可處理性研究[J].含能材料,2004,12(1):30-32.

[3]AI Cui-ling. Study on Treatability of Wastewater Containing RDX by Bioprocess[J]. ENERGETIC MATERIALS,2004,12(1):30-32.

Experimental study on Chemical Analysis Method of PBX Explosive Mixture Composition

Zhi Lina Liu Yucun Yuan Junming
(School of Chemical Engineering and Environment, North University of China, Taiyuan Shanxi 030051, China)

For explosion performance, the quality of explosives and the design of new products, analysis of the explosive mixture composition has important significance. In order to determine the contents of composite explosives, the paper adopts gravimetric method to analyze the explosive component of the samples. In conclusion, this experiment should be carried out under conditions of 70 degrees water, taking filtrate after two hours of heating, by adding formaldehyde solution generation acid, and fi nally with NaOH standard solution titration to calculate the ammonium perchlorate content.

component analysis; AP; chemical method.

TQ251.3

A

T1672-8114(2013 )01-022-05

智麗娜（1986-），女，漢族，山西太原人，中北大學(xué)碩士研究生，主要研究方向：爆炸毀傷與安全技術(shù)應(yīng)用