开发利用高效聚合物阻垢剂控制系统结垢是国内外阻垢剂研究的热点。本文以全无磷、无氮的丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体,过硫酸铵为引发剂,叔丁醇为分子量调节剂,在经济、高效的前提下,通过水溶液自由基聚合的方法,合成性能良好的新型环境友好羧酸型共聚物阻垢剂。通过正交实验测试法得出共聚物最佳合成条件:单体配比(MA:AA:HEMA)为1:1.5:0.3,引发剂过硫酸铵用量(占单体总质量)为12%,分子量调节剂叔丁醇用量(占单体总质量)为8%,合成反应温度为95℃,合成反应时间为4.5h,共聚物具有优良的阻垢性能,阻垢率均在87%以上。采用GPC凝胶色谱法测得共聚物的数均分子量为1259左右,属于呈现正态分布且分布较窄的过渡区分子量聚合物。采用红外光谱和扫描电子显微镜对共聚物阻垢剂进行表征:共聚物阻垢剂含有阻垢所需的羧基、酰胺基、酯基和磺酸基等官能团,且其具有较大的比表面积使得凝聚分散作用抑制Ca CO3沉淀容易进行,共聚物阻垢剂抑制沉淀的主要作用机理晶格畸变和络合增溶。通过与聚丙烯酸(PAA)、聚环氧琥珀酸(PESA)、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)、聚天冬氨酸(PASP)四种常用环境友好型阻垢剂阻垢性能的对比试验,研究了钙离子质量浓度、共聚物阻垢剂的质量浓度、水浴温度等对共聚物阻垢剂阻垢性能的影响。研究结果表明:钙离子质量浓度为480mg/L,共聚物阻垢剂质量浓度为3mg/L,水浴温度为80℃时,阻垢率达到91.35%。共聚物阻垢剂对碳酸钙的整体阻垢性能优于常规环境友好型阻垢剂,适用于高温、中高硬度的工业循环冷却水。采取基质去除率法及生物摇床培养法对共聚物阻垢剂的生物降解性能进行评价,研究表明,共聚物的BOD5/CODcr的均值为0.55,属于易生物降解范畴,28天的培养周期内,共聚物阻垢剂的生物降解速率呈现上升趋势,在第28天时降解速率达到了75%,属于易生物降解材料。