随着我国工业的迅速发展,工业用水量日益增加,而使用循环冷却水是节约工业用水的重要途径。冷却水在使用时经过不断循环和冷却,水中矿物含量上升,易引发水体结垢、管道锈蚀等问题。常见的有碳酸钙、磷酸钙结垢,它们会影响管道的传热传质。氧化铁会使管道发生锈蚀,影响其使用寿命。通常需要外加阻垢剂抑制水中矿物离子的结垢,增加循环水使用次数。因此,合成一种成本低、性能优良、绿色环保的阻垢剂是目前亟待解决的重点和难点问题。本文以马来酸酐（MA）和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料、亚磷酸（H₃PO₃）为分子链转移剂、过硫酸铵为引发剂,采用溶液聚合的方式制备了MA-AMPS-H₃PO₃（简称PMA）三元共聚物阻垢剂。该阻垢剂可用于高温、高碱度、高pH和高Ca²⁺浓度工业循环冷却水中。其具有制备工艺简单、原料价格低、阻垢和分散性能良好、磷含量低且结构稳定等优点。主要研究内容如下:考察了原料配比、反应温度、反应时间和引发剂用量对PMA合成的影响。结果表明,PMA的最佳合成条件为n（MA）:n（AMPS）:n（H₃PO₃）=10:1:10,反应温度为80℃,反应时间为2 h和引发剂用量为5%,阻碳酸钙效率最高为98%。通过红外光谱（FT-IR）与核磁共振碳谱(¹³C NMR)对PMA进行结构表征,证明了PMA的成功制备并引入了膦酰基、羧基和磺酸基。在最佳合成条件下的PMA固含量为6.91%,特性黏数[η]=10.2 mL/g,黏均分子量为4520。用离子色谱测得PMA中游离磷量较少,在使用过程中更加绿色环保。对PMA进行抑制碳酸钙垢沉积和分散氧化铁实验,并考察了PMA的耐温性、耐碱性、耐盐性和钙容忍度。结果表明,当反应温度T=80℃、反应时间t=10 h、反应pH=9.0、C(Ca²⁺)=240mg/L和C（HCO₃^-）=732 mg/L时,PMA的添加量为30 mg/L,阻碳酸钙垢效率达到98%,表明它的对碳酸钙的抑制具有低量高效性。对单一因素考察后发现PMA有较好的耐温性、钙容忍性、耐碱度、耐pH和时效性。当反应温度T=50℃、反应时间t=5 h、反应pH=9.0、C(Ca²⁺)=60 mg/L和C(Fe²⁺)=10 mg/L时,PMA在添加量为18 mg/L,溶液透光率为44%,表明它具有优异的分散性能。且在高pH、高Ca²⁺浓度和高Fe²⁺浓度的溶液中仍然具有较好的分散性能。与市售阻垢剂的阻垢和分散性能作比较,可以得出PMA有更优异的阻垢分散性能。