在工业循环冷却水中，结垢是普遍存在的困扰系统正常运行的一大难题。投加阻垢剂是目前控制结垢最常用的方法之一。由水资源日趋紧张导致的工况条件的日益恶化给阻垢剂的发展带来了新的挑战。自20世纪60年代发展至今，水处理阻垢剂经历了三个发展过程，分别是天然阻垢剂、共聚物阻垢剂到环境友好型阻垢剂，在不同程度上，这些不同类型的阻垢剂都表现出了一定的阻垢性能，但同时各自也都存在着不同的缺点。随着人类对环境重视程度的提高、水资源的保护和节约力度的加大，以及环保法规的日益严格，低磷、无磷阻垢剂的开发已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题。　　 羧基、酸酐、酰胺和磺酸基等活性基团具有良好的阻垢性能，可广泛应用于工业上的阻垢和缓蚀，例如晶体生长改变剂、分散剂和清洁剂。如果在聚合物中引入上述活性基团，预计阻垢率将大幅提升，有广阔的应用前景。因此，本文在此基础上，采用自由基反应，设计并合成了三种新型多元共聚物无磷阻垢剂，优化了合成过程，并对聚合物的结构进行了表征，同时研究了共聚物对碳酸钙和磷酸钙的阻垢性能。　　 (1)以衣康酸(IA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、马来酸酐(MA)、α-甲基丙烯酸(MAA)为单体，过硫酸铵为引发剂，采用自由基聚合方法合成了衣康酸-对苯乙烯磺酸钠-马来酸酐-α-甲基丙烯酸(IA-SSS-MA-MAA)共聚物阻垢剂。考察了单体配比（物质的量比）、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素对共聚物阻碳酸钙垢效果的影响，确定了最佳合成条件为:IA∶SSS∶MA∶MAA为1∶0.25∶0.05∶4，引发剂占总单体总质量的10％，反应时间为2h，反应温度为90℃。采用红外光谱法(FT-IR)、紫外光谱法(UV)对共聚物的结构进行了表征，使用乌氏粘度法测定了特性粘数，相对表示出了共聚物的分子量。静态试验条件下评价了其对碳酸钙的阻垢性能，探讨了聚合物投加量、水浴时间、钙离子浓度、溶液pH值、HCO3-浓度和溶液温度对共聚物阻垢率的影响;利用孔雀绿分光光度法评价了其对磷酸钙的阻垢性能，探讨了聚合物投加量、水浴时间、钙离子浓度、溶液pH值、PO43-浓度和溶液温度对共聚物阻垢率的影响，实验结果表明:IA-SSS-MA-MAA聚合物具有优良的阻垢性能，阻碳酸钙垢率达到92.67％，阻磷酸钙垢率可达60.52％，可适用于高温、高硬度的循环冷却水。　　 (2)以衣康酸(IA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、马来酸酐(MA)、丙烯酰胺(AM)为单体，过硫酸铵为引发剂，采用自由基聚合方法合成了衣康酸-对苯乙烯磺酸钠-马来酸酐-丙烯酰胺(IA-SSS-MA-AM)共聚物阻垢剂。考察了单体配比(物质的量比）、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素对共聚物阻碳酸钙垢效果的影响，确定了最佳合成条件为:IA∶SSS∶MA∶AM=1∶0.25∶0.05∶4，引发剂占单体总质量9％，反应温度为90℃，滴加时间为2h，滴加完毕后持续反应1h。采用红外光谱法(FT-IR)、紫外光谱法(UV)对共聚物的结构进行了表征，使用乌氏粘度法测定了特性粘数，相对表示出了共聚物的分子量。利用静态试验和孔雀绿分光光度法分别评价了其对碳酸钙和磷酸钙的阻垢性能，探讨了聚合物投加量、水浴时间、钙离子浓度、溶液pH值和溶液温度对共聚物阻垢率的影响，实验结果表明:IA-SSS-MA-AM聚合物具有优良的阻垢性能，阻碳酸钙垢率达到96.67％，阻磷酸钙垢率可达88.5％，可应用于实际。　　 (3)以马来酸酐(MA)酯化β-环糊精(β-CD)，再与对苯乙烯磺酸钠(SSS)单体，以过硫酸铵为引发剂，采用自由基聚合方法合成了β-环糊精-马来酸酐-对苯乙烯磺酸钠(β-CD-MA-SSS)共聚物阻垢剂。通过正交实验和单因素实验，考察了单体配比（物质的量比）、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素对共聚物阻碳酸钙垢效果的影响，确定了最佳合成条件为:β-CD∶MA∶SSS=1∶2.5∶5，引发剂占总单体总质量的10％，反应时间为12h，反应温度为90℃。采用红外光谱法(FT-IR)和紫外光谱法(UV)。采用透射电子显微镜(TEM)分析了阻垢后形成的碳酸钙形貌和机理。使用乌氏粘度法测定了特性粘数和共聚物的相对分子量。利用静态试验和孔雀绿分光光度法分别评价了其对碳酸钙和磷酸钙的阻垢性能，探讨了聚合物投加量、水浴时间、钙离子浓度、溶液pH值和溶液温度对共聚物阻垢率的影响，实验结果表明:β-CD∶MA∶SSS聚合物具有优良的阻垢性能，阻碳酸钙垢率达到99.9％，阻磷酸钙垢率可达95.5％，具有广阔的应用前景。