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在石油开采，造纸工业，海水淡化等工业生产过程中，无机盐类容易在过饱和的条件下析出并在设备表面结垢，阻止传热和传质过程，降低热效率，甚至产生事故和危险。常用的除垢方法有水溶法、酸洗法、机械除垢法、石膏晶种法、投加阻垢剂等。和其他方法相比，投加阻垢剂操作简单，能有效分散水中的难溶性无机盐，达到节水节能减排的目的，被广泛应用于各种行业。阻垢剂主要有磷系和聚羧酸两大类。有机膦阻垢剂对多种垢有阻垢效果，但其中的磷元素会导致水体富营养化，从而限制了其应用和发展;聚羧酸阻垢剂的阻垢效果单一。本文的研究目的是在聚羧酸阻垢剂的基础上合成一种无磷并且对硫酸钡、硫酸锶、碳酸钙具有阻垢效果的多效阻垢剂。 本文采用自由基水溶液聚合法，以丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为反应单体，过硫酸铵(APS)为引发剂，合成了三元共聚物阻垢剂AA-MA-NVP。研究了反应温度、反应时间、保温温度、单体配比、引发剂、中和度对共聚物阻碳酸钙垢的能力以及共聚物极限粘数的影响。 在单因素实验的基础上，利用多指标正交实验，以n(AA)∶ n(MA)，n(NVP)∶n（单体总量），n(APS)∶n（单体总量），反应时间，反应温度为因素，通过考察对碳酸钙、硫酸钡和硫酸锶的阻垢效果，优化了制备条件。结果表明制备条件对阻垢率的影响顺序为反应时间＞ n(NVP)∶n（单体总量）＞n(APS)∶n（单体总量）＞n（AA）∶n(MA)＞反应温度。最佳合成条件为:n(AA)∶ n(MA)∶ n(NVP)=0.668∶0.182∶0.15反应温度70℃，反应时间100 min，保温温度95℃，保温时间2h。最佳合成条件下产物固含量为28.83％，产率为94.6％，极限粘数为0.132 dL/g。 利用红外光谱对产品结构进行分析，发现三元共聚物阻垢剂AA-MA-NVP主要含有羧基和酰胺基;热重分析表明该聚合物在150℃以下热稳定性良好;通过SEM观察到加入共聚物阻垢剂前后难溶盐垢样发生明显的形貌变化。 AA-MA-NVP在酸性条件下的阻垢性能要好于在碱性环境下的阻垢性能，pH＞9时对CaCO3几乎无阻垢效果。pH对CaCO3阻垢性能的影响要大于SrSO4和BaSO4。随着水体温度的升高，AA-MA-NVP对CaCO3、SrSO4、BaSO4的阻垢率有显著下降。 共聚物对Ca2+的阻垢率对盐浓度不敏感，而对Ba2+、Sr2+的阻垢率随着盐浓度的升高显著提高。混合盐体系中共聚物阻垢剂对离子阻垢效果依次为Ca2+＞Sr2+＞Ba2+。 水体中c(Ca2+)=240 mg/L，AA-MA-NVP共聚物投加量为6.4 mg/L时，对CaCO3的阻垢率为65％;c(Sr2+)=1000 mg/L，共聚物投加量为30 mg/L时，对SrSO4的阻垢率为82％，效果优于市售PAA、MA-AA、PBTCA、ATMP; c(Ba2+)=104mg/L，共聚物投加量为30 mg/L时，对BaSO4的阻垢率为58％，阻垢效果好于市售PAA、MA-AA、PBTCA、ATMP和Nalco阻垢剂。