伴随着经济社会的快速发展,国内各个行业对于石油的需求量逐步增加,石油工业已成为影响国计民生的重要产业。目前,结垢是影响油田产量的重要因素之一,因为在油田的生产过程中,水中的钙离子、碳酸盐和硫酸盐含量很高,形成了大量的碳酸钙和硫酸钙垢。因此需要寻找一些效果好、低磷环保,在高温、高硬度的油田水中也适用的新型阻垢剂。本文以丙烯酸（AA）、2-磷酸丁烷-1,2,4-三羧酸（PBTCA）端基改性的丙烯酸羟丙酯（HPAY）和烯丙基聚乙氧基磺酸铵（APES）为单体,在水溶液中通过自由基聚合制备了三元共聚物阻垢剂（AA-APES-HPAY）,具有良好阻垢性能。同时,通过红外光谱（FT-IR）和核磁共振氢谱（~1H-NMR）对共聚物的结构进行了表征,然后通过热重分析对AA-APES-HPAY的热稳定性进行了分析。结果表明PBTCA成功对丙烯酸羟丙酯的端基进行了磷酯化改性,AA、HPAY和APES成功聚合,并且AA-APES-HPAY还具有良好的热稳定性。考察了不同单体配比、反应温度、反应时间和引发剂过硫酸铵的用量对聚合物阻垢效率的影响,确定了最佳合成条件。根据油田静态防垢性能试验方法,在AA-APES-HPAY的投加浓度为21 mg/L时,Ca CO3的阻垢率可以达到89.2%,投加浓度为3 mg/L时,Ca SO4的阻垢率为92.4%,投加浓度为6 mg/L时,Ba SO4的阻垢率可达70.1%。并将AA-APES-HPAY与市场上使用的水处理剂进行了比较,发现它具有明显的优势,并且其性能优于大多数市售阻垢剂。用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析了碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡垢的表面形貌、晶型和晶体尺寸。结果表明,添加阻垢剂后,钙垢和钡垢的形态和晶型发生了明显变化。因此我们提出了一种阻垢机理:AA-APES-HPAY不仅可以阻止聚合物生成钙凝胶,吸附生成的晶体,干扰和减缓晶体的生长过程,还可以螯合水中的阳离子,阻止活性中心的生长。AA-APES-HPAY是通过螯合分散,吸附作用和静电排斥来实现阻垢的。AA-APES-HPAY中含有羧基、磺酸基、醚键和磷酰基等官能团,其中羧基能与铁离子进行螯合,磺酸基和醚键可以增加螯合物的水溶性,从而起到分散氧化铁的作用。