丙烯酸2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的制备及性能研究(3)
3) 晶格畸变作用 当水中产生结垢物的微小晶核时，阻垢剂会吸附在晶体的界面上，或掺杂在晶格的点阵当中，使得晶体不能严格按照晶格排列正常成长，晶体发生畸变，晶格扭曲，晶粒之间的聚集困难。因此这些晶格畸变晶体所形成的沉积物，难以形成致密而牢固的垢层，以结构疏松的软垢形式存在，易被水流冲走，从而防止其沉积成硬垢［24］。
4) 分散作用 阴离子型或非离子型的聚合物吸附在水中结垢物的晶粒上面，改变晶粒表面原来的电荷状况，使这些微晶体带上相同的电荷，利用静电斥力阻碍微晶体间相互接触或碰撞而长大、沉积（如图1.1 所示）；或者是聚合物大分子将微晶体吸附在其中，把有成垢可能的晶粒“包裹”起来，避免它聚集和沉积。这些成垢晶粒能稳定地处在分散状态，随水流动，从而避免了沉积成垢。
图1.1 分散作用示意图
5) 再生-自解脱模假说 聚丙烯酸类阻垢剂能在金属传热面上形成一种与无机晶体颗粒共同沉淀的膜，当这种膜增加到一定厚度后，在传热面上破裂，并带一定大小的垢层离开传热面。由于这种膜的不断形成和破裂，使垢层的生长受到抑制。此假说在实质上反映了阻垢剂的“消垢”机制。关于这一假说，尚有异议。
6) 双电层作用 阻垢剂在晶核生长附近的扩散边界层内富集。形成双电层并阻碍
成垢离子或分子簇在金属表面的聚结。而且，阻垢剂与晶核（或垢质分子簇）之间的结合是不稳定的。
以上几种机理表示了目前人们对阻垢作用的的认识水平，由于它们都带有不同程度的推测，因而人们对具体结构问题进行分析时，往往将阻垢作用归结为多种机理的复合作用，这反映了当前人们对阻垢机理的认识还很笼统。
根据以上机理分析，阻垢剂的阻垢机理也就是在循环水中添加能够抑制晶粒的形成、阻碍晶粒正常生长和扰乱晶粒之间按正常状态聚集生长。阻垢剂可分为两类作用形式。
一类阻垢剂是晶粒生长抑制剂。能扩大物质结晶的介稳区，在相当大的过饱和程度上将足够物质“稳定”在水中不析出。当水中产生微小晶核时，它们强烈的吸附在晶核上，占据表面能最高的位置，降低晶粒的表面能。它们将晶核和那些进入晶粒的离子分开，阻碍晶粒的生长，又妨碍晶粒互相碰撞长大，即使晶体能长大，由于离子不能按正常晶格排列，晶体会扭歪，晶粒之间的聚集困难，难于形成致密而牢固的垢层。据磷酸盐是优异的碳酸钙晶体生长抑制剂。
另一类阻垢处理剂叫分散剂。他们一般属于阴离子型或非离子型的聚合物。如聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺等。污垢是由结垢物的晶粒、锈蚀物和悬浮物等微粒聚结生长而成的，这些微粒表面带负电荷。加入水中的分散剂为高相对分子质量的链状阴离子或非离子的聚合物。他们吸附在微粒的上面，将微粒包围，阻碍微粒互相碰撞长大和聚集，使微粒能较长时间的分散在水中，随排污水排出系统[25]。
2 实验部分
2.1 实验目的及研究方法
本次试验的主要目的是进行丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的合成以及对合成产物的阻垢率进行测定。丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的合成采用溶液聚合法，按如下反应方程式进行合成：
本次试验的主要方案是进行不同单体配比和单体引发剂配比的AA/AMPS的合成，并对产物分别进行阻垢率检测，研究聚合物的单体配比和引发剂单体比例对聚合物的阻垢性能的影响。反应过程中尽量保证实验条件一致，如反应温度、反应时间等。合成完成后，还需要对产品进行提纯和检测。