近年来，无磷共聚物的研究引起了工业和学术领域的高度重视。在全球生态和环境恶化的压力下，人们提出了“绿色化学”的概念，绿色阻垢剂成为水处理技术的焦点。　　 结垢现象是许多工业生产过程中遇到的严重问题，包括石油或天然气行业、水运输和发电行业等。本文制备了一系列改性的共聚物阻垢剂，研究了其阻垢性能和分散氧化铁性能。　　 （一）壳聚糖改性的无磷共聚物阻垢剂的制备及性能研究　　 本文采用自由基聚合方法，以壳聚糖(CTS)为改性剂，以马来酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和丙烯酰胺（AM）为单体，醋酸为溶剂，过硫酸铵为引发剂，制备了壳聚糖-马来酸酐-对苯乙烯磺酸钠-丙烯酰胺(CTS-MA-SSS-AM)改性的共聚物阻垢剂。考察了单体配比（质量比)、引发剂用量、反应温度等因素对共聚物阻碳酸钙垢和磷酸钙垢效果的影响。利用静态阻垢法，确定了最佳合成条件。采用红外光谱法、紫外光谱法对共聚物的结构进行了表征，并使用乌氏粘度法测定了特性粘数和共聚物的分子量。利用静态阻垢试验和孔雀绿分光光度法，分别评定了共聚物对CaCO3和Ca3(PO4)2的阻垢效果，结果表明，在Ca2+浓度为0.006mol·l-1、HCO3浓度为0.0045mol·L-1、共聚物浓度为0.20g·L-1、水样温度为70℃、水浴10h时，聚合物对CaCO3的阻垢率可达95.62％，对Ca3(PO4)2的阻垢率可达77.27％，表明该阻垢剂可适用于高温、高硬度的循环冷却水。　　 （二）氧化淀粉改性的无磷共聚物的制备及性能研究采用氧化淀粉(OS)为改性剂，以马来酸酐(MA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体，水为溶剂，过硫酸铵为引发剂，采用自由基聚合方法，制备了氧化淀粉-对苯乙烯磺酸钠-马来酸酐(OS-SSS-MA)共聚物水处理剂。考察了单体配比（质量比）、引发剂用量、反应温度等因素对阻碳酸钙垢及分散氧化铁效果的影响，结果表明，当OS∶SSS∶MA=1∶3∶1(质量比)、引发剂占总单体总质量的8％、反应时间为4h、反应温度为70℃时，制备的共聚物阻垢剂阻碳酸钙效果最佳;而当引发剂占总单体总质量的10％、反应时间为4h、反应温度为60℃时，共聚物阻垢剂分散氧化铁效果最佳。采用红外光谱法、紫外光谱法和热重对聚合物的结构和热稳定性进行了表征。利用静态阻垢法，研究了聚合物对碳酸钙垢抑制作用及对氧化铁的分散作用。结果说明，在Ca2+浓度为0.0075mol·L-1、HCO3-浓度为0.006mol·L-1、药剂投加量为0.20g、水样温度为80℃、水浴10h时，共聚物对CaCO3的阻垢率达到98.71％。　　 （三）凹凸棒土改性的无磷共聚物阻垢剂的制备及性能研究采用凹凸棒土(ATP)为改性剂，以马来酸酐(MA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体，过硫酸铵为引发剂，采用自由基聚合方法，制备了凹凸棒土-对苯乙烯磺酸钠-马来酸酐(ATP-SSS-MA)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及分散氧化铁效果的影响。结果表明，当ATP∶SSS∶MA=1∶4∶1.3(质量比)、引发剂占总单体总质量的8％、反应时间为4h、反应温度为70℃时，合成的共聚物阻垢剂阻碳酸钙效果最佳;而当引发剂占总单体总质量的10％、反应时间为4h、反应温度为60℃时，共聚物阻垢剂分散氧化铁效果最佳。采用红外光谱法对共聚物的结构进行了表征，并使用乌氏粘度法测定了特性粘数，研究了共聚物的分子量。静态试验条件下，评价了阻垢剂对碳酸钙的阻垢性能，探讨了聚合物投加量、钙离子浓度、HCO3-浓度、水浴时间和水浴温度对共聚物阻垢率的影响。结果表明，ATP-SSS-MA聚合物具有优良的阻垢性能和分散氧化铁性能，阻垢率和分散氧化铁效率分别达到达到98.97％和98.98％，可适用于高温、高硬度的循环冷却水。