阻垢劑是通過干擾水中難溶性鹽類的結晶過程，阻止水垢形成或沉積的化學藥劑，其抑垢機理主要包括以下幾種作用方式：

阻垢劑抑垢螯合作用

原理：阻垢劑中的功能性基團（如膦酸基、羧基等）能與成垢陽離子（如Ca2?、Mg2?）形成穩定的螯合物，將其封閉在分子結構中，防止其與陰離子（如CO?2?、SO?2?）結合生成沉淀。
示例：

• ATMP（氨基三亞甲基膦酸）：能螯合鈣離子，抑制碳酸鈣垢的形成，并在高濃度時具有緩蝕效果。

• EDTMPS（乙二胺四甲叉膦酸）：通過螯合作用破壞鈣垢的正常結晶，同時對硫酸鈣、硫酸垢有特。
  局限性：螯合作用按化學計量進行，1mg螯合劑僅能螯合不足0.5mg CaCO?垢，因此更適用于中低硬度水。

分散作用

原理：阻垢劑作為高分子聚合物（如聚羧酸類、磺酸類），通過吸附成垢顆粒表面，賦予其電荷或空間位阻效應，阻止粒子間碰撞聚合，使其穩定懸浮于水中。
示例：

• PAAS（聚丙烯酸鈉）：能分散碳酸鈣、硫酸鈣等微晶，適用于高濃縮倍數的循環水系統。

• AA/AMPS共聚物：含羧酸基和磺酸基，對磷酸鈣、鋅垢等有顯著分散效果，適合高pH、高堿度水質。
  優勢：1mg分散劑可穩定10~100mg成垢粒子，是中高硬度水中的主要抑垢機制2。

晶格畸變作用

原理：阻垢劑通過吸附在晶體生長點上，干擾晶格排列，使形成的垢層結構松散、不規則，易被水流沖刷帶。
示例：

• HEDP（羥基亞乙基二膦酸）：在高溫（250℃）下仍能扭曲晶體結構，抑制碳酸鈣垢沉積

• PESA（聚環氧琥珀酸）：通過晶格畸變作用抑制硫酸、氟化鈣等硬垢，且無毒易降解。

靜電斥力作用

原理：阻垢劑解離后產生帶電離子（如陰離子），吸附在成垢微晶表面，增加其電荷密度，通過同電荷排斥阻止微粒聚集。
示例：反滲透阻垢劑通過增強微粒間的靜電斥力，防止硫酸、硫酸鍶等在膜表面結垢。

協同增效與復配技術

實際應用中，單一機理難以覆蓋復雜水質，常通過復配實現協同增效：

• 有機膦酸+聚羧酸：如EDTMPS與PAAS組合，兼顧螯合、分散和晶格畸變作用。

• 專用復配配方：如（油田回注水專用）結合螯合與晶格畸變，（復合緩蝕阻垢劑）適配高硬度水。

阻垢劑抑垢綠色化發展趨勢

現代阻垢劑向無磷、非氮、可生物降解方向發展，例如：

• PASP（聚天冬氨酸）：無毒、無磷，對碳酸鈣阻垢率達80%。

• 環境友好型配方：如無磷阻垢劑通過聚合物分散作用替代傳統含磷藥劑。

綜上所述，阻垢劑的抑垢機制以螯合、分散、晶格畸變和靜電斥力為核心，通過復配策略適應不同水質需求，同時向綠色高效方向演進。