水資源的嚴重短缺和經濟的快速發展促進了地下水在循環冷卻水系統、海水淡化裝置、熱水管道、熱交換器、油氣生產設備等領域的有效利用。然而，工業循環水或地下水中含有大量的堿土金屬陽離子和陰離子，它們會形成不溶的無機鹽。工業用水中的無機鹽和微生物會產生嚴重的結垢問題。為了解決該問題，在循環冷卻水體系中添加化學除垢劑是實際應用中最有效、最經濟的方法。廣泛使用的化學阻垢劑主要包括：含磷阻垢劑、天然聚合物阻垢劑、聚合物阻垢劑、環境友好阻垢劑等。

由于阻垢的效果好、操作方便，磷酸鹽及其衍生物是廣泛使用的阻垢劑，但磷化物會造成嚴重的環境污染。有機磷化合物在水環境中非常不穩定，它們會水解，或與水反應而轉變成無效的正磷酸鹽。含磷阻垢劑，如2-磷酸丁烷-1,2,4-三羧酸（PBTCA），雖然具有優異的阻垢性，但比較于傳統阻垢劑，嚴重的環境污染使其應用受到嚴格限制。因此，開發低磷高效的綠色阻垢劑已成為開發水處理材料的一個重要研究方向。

作為新型綠色阻垢劑，人們廣泛研究了天然高分子阻垢劑，例如殼聚糖、改性殼聚糖、沒食子酸、纖維素等。由于不穩定和相對較低的阻垢效果，這些阻垢劑在工業上應用的報道較少。含有多功能基的合成聚合物，如含有羧基、羥基、胺基、硫酸、磺酸等的聚合物具有絡合作用強、分散性良好，因此是另一類阻垢劑。例如，IA/AMPS共聚物，當用量是14mg/L、18mg/L時，對CaCO3、CaSO4的抑垢效率為81.2%、80.6%。但這些線形結構聚合物阻垢劑有明顯的閥值效應。在低濃度或高礦化工業水環境下阻垢效果不佳。這促進了綠色高效阻垢劑的開發，如聚環氧琥珀酸（PESA）、聚天冬氨酸（PASP）及其衍生物。在大多數情況下，特別是在pH 9以上和較高礦化情況下，線形PESA和PASP的阻垢效率不高。不同于線形聚合物阻垢劑，超支化或樹枝狀聚合物粘度低、溶解性好、末端功能基密度高，作為阻垢劑具有優勢。PAMAM含有豐富的帶有未共享電子對的N原子，易于吸附在CaCO3晶體表面。PAMAM的三維結構可顯著干擾CaCO3的晶體形成和生長。聚合物阻垢劑的有效性取決于其分子量和鏈長度。一般來說，具有約10-15 個重復單元或分子量低于5000Da. 的聚合物作為阻垢劑是比較合適的。

廣東石油科技大學的Ying Yang等人采用2-磷酸-1,2,4-丁烷三羧酸（PBTCA）、琥珀酸酐（SA）功能化PAMAM，并將其用作阻垢劑。作者制備了PBTCA改性的PAMAM（PAMAM-1）、SA改 性 的 第 一 代 和 第 二 代PAMAM（CAMAM-1和CAMAM-2）。作者用靜態阻垢法測定了線形低分子量聚丙烯酸（LPAA）、PBTCA、PAMAM-1、CAMAM-1、CAMAM-2等對CaCO3、CaSO4的抑垢效率。結果顯示，與PBTCA和PAMAM-1比較，羧端基PAMAM具有優良的阻垢效果。與LPAA和PBTCA比較，樹枝狀結構可有效提高阻垢劑的阻垢效率。此外，提高羧端基PAMAM的代數，阻垢性能加強。濃度為10mg/L的CAMAM-2，對CaCO3、CaSO4的阻垢效率為~96.3%、95.2%。當Ca2+濃度為4000mg/L，CAMAM-2的阻垢效率大于85%，pH為 5-9時，阻垢效率可達90%以上。FTIR、XRD、SEM-EDX測試結果證實，CaCO3從穩定的方解石結構轉變為亞穩的文石和六方石，針狀結構被破壞成為小晶體。CAMAM-2在晶體生長過程中只占據結晶位點，并使鈣垢的晶格發生畸變，而不能吸附在已形成的晶體表面。該文為磷酸或羧端基PAMAM在阻垢方面的應用提供了有力的數據支持。

文獻來源：Qi Yao? , Ruifeng Zhan, Hegang Ren , Bo Yang , Ying Yang?. Journal of Molecular Structure, 2022, 1252, 132130.