膜阻垢剂及其阻垢机理研究新进展

张子钰， 何国锋， 王 杰， 李 平， 王义明， 王 勤， 李 莉， 魏星光， 郭旭虹

（1.华东理工大学化工学院, 上海 200237；2.江苏富淼科技股份有限公司, 江苏 张家港 215613）

全球水资源储量中只有2.53%是淡水资源，随着社会经济的快速发展、人口增长以及工业化进程的加快，水资源短缺与污染问题日趋严重。为了解决水资源的不足，水处理技术尤其是膜处理技术在近年来得到了大力发展。从反渗透（RO）和纳滤（NF）到正渗透（FO）和膜蒸馏（MD），这些膜处理技术在海水淡化、工业废水处理、循环冷却给水等方面得到广泛应用，大大降低了水处理过程中的能源消耗与经济成本[1-3]。然而，在膜处理过程中，水中的离子等杂质会导致污垢在膜表面沉积，显著降低水处理效率、增加能耗、缩短膜的使用寿命，甚至引起设备停机造成安全问题等。由此可见，膜结垢问题成为膜处理技术在工业应用中的重要工艺问题。随着反渗透膜技术的不断发展，近年来的研究重点是对膜进行表面改性和添加高性能膜阻垢剂[4]。其中，添加膜阻垢剂的方式因操作简单、成本低等优势成为当下膜阻垢的主流方法。膜阻垢剂通常可以阻止或减缓垢污在膜表面的形成，从而延长膜的使用寿命，改善膜的使用性能。因此，膜阻垢剂在市场中的需求也越来越大，高性能膜阻垢剂的研发也越来越受到研究者们的重视[5-6]。本文将重点综述反渗透水处理过程中污垢的形成原因、膜阻垢剂的种类及其作用机理，以期为新型膜阻垢剂的设计与开发提供理论基础。

1 反渗透膜处理技术

反渗透膜分离技术是一项新型高效分离、浓缩和提纯技术，因其脱盐率高、适用范围广、操作简单等优势已被广泛应用于海水淡化和废水处理等领域。反渗透膜处理的效率取决于多种因素，如操作参数、膜材料特性和给水特性[7]，其工艺是以膜两侧的压力差为推动力实现浓溶液侧的溶质与溶剂分离。

在反渗透膜处理过程中，由于膜的选择透过性，溶剂从高压侧透过膜到低压侧，溶质大部分被截留积累在膜的高压侧表面，如图1 所示。溶质的聚集浓缩作用会使膜表面与主体溶液之间产生浓度梯度，促使溶质从膜表面通过边界层向主体溶液扩散。稳态情况下，溶剂向膜表面流动，膜表面会形成一个稳定的浓差极化边界层，这种现象称为浓差极化[8]。浓差极化现象会增大膜两侧的渗透压与盐浓度差，因此会导致反渗透系统的水通量下降以及透盐率的上升。当盐浓度超过溶解度就会在膜表面形成沉淀，随着水流推动，沉淀物会在膜表面逐渐堆积，形成水垢。在工业废水或海水淡化处理过程中，反渗透技术对无机盐离子和二氧化硅的高排斥率会导致这些成垢物质由于浓差极化而在膜表面积累，从而促进水垢的形成。常见的膜结垢物有碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅、磷酸钙、硫酸钡、氢氧化铁。除此之外，对于一些特殊水质还包含细菌等生物污垢[9-10]。其中，无机结垢常以晶体沉淀形式沉积在膜的表面以及内部，影响渗透通量和膜的强度及耐久性[11]。水垢的堆积还会导致管道的腐蚀，致使清洗或更换管道的维护成本增加。

图1 反渗透作用示意图Fig.1 Schematic representation of RO

2 膜污垢种类与形成原因

2.1 钙盐垢

钙盐是膜处理技术中最常见的一类成垢污染物，主要有碳酸钙、磷酸钙和硫酸钙。工业过程中的碳酸钙沉淀通常来源于钙离子与碳酸盐（式（1））或碳酸氢盐（式（2））在过饱和条件下的反应。

CaCO3的析出在很大程度上受到温度、压力、pH 值、离子浓度和盐度的影响[12]。温度升高或压力下降会加快沉淀的速度，而降低pH 值会减少CaCO3的沉淀[13-14]。

一般废水中的磷酸盐质量浓度可达10～30 mg/L[15]。磷酸钙结垢可以通过降低pH 值来有效缓解，但磷酸盐往往是多价的，包括Ca(H2PO4)2、CaHPO4·2H2O、Ca3(PO4)2、CaHPO4等，其溶解度不同，且多以无定形出现。对于高浓度的磷酸盐，改变酸碱程度并不能有效改善结垢问题，因此需要开发有效的阻垢剂缓解磷酸钙结垢。

硫酸钙的形成受pH 值影响较小，因此在水处理过程中，硫酸钙往往最先形成，且比其他无机盐垢更加稳定。硫酸钙的存在形式有3 种：二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）、半水硫酸钙（CaSO4·0.5H2O），以及无水硫酸钙（CaSO4）[16]。其中二水硫酸钙的结垢是通过Ca2+和在水溶液中的水化反应而形成的[17-19]。根据经典成核理论，在膜-水界面，因为能垒较低，异质成核会比同质成核更容易发生。Wang 等[20]研究证明，二水硫酸钙的形成是一个复杂的过程，其中无定形的无水硫酸钙是前体，可以通过中间相半水硫酸钙转换成二水硫酸钙。因此对于硫酸钙垢的处理，需要借助化学物质（如含有羧基的聚合物）破坏其晶体结构或阻碍晶体生长，这也是阻垢剂应用研究关注的重要问题之一。

2.2 二氧化硅垢

二氧化硅垢一般是通过硅酸聚合反应产生的[21]。清华大学王玉军教授团队[22]提出了一种基于原位小角X 射线散射（In-situSAXS）和反应分子动力学模拟相结合的方法，用于研究纳米二氧化硅的成核和初始生长过程，并详细研究了二氧化硅沉淀的生成及其调控机制。通过SAXS 表征结合反应分子动力学模拟发现，在均相水溶液中当硫酸溶液和硅酸钠溶液混合时，硅酸盐离子逐渐与氢离子结合，之后随机聚合形成二氧化硅核，最后这些无定形的核进一步聚集形成颗粒。

研究发现，一般阳离子聚合物对二氧化硅结垢有很好的抑制作用。Tan 等[23]研究发现己二酸、聚醚胺和二亚乙基三胺阳离子共聚物是一种有效的二氧化硅阻垢剂，且引入聚环氧琥珀酸（PESA）可以缓解阻垢过程中出现的白色絮状沉淀。胶体二氧化硅颗粒是过饱和二氧化硅溶液中溶解的硅酸盐单元聚合生成的，通过测定Zeta 电位可以反映硅酸盐的聚合情况。随着阳离子共聚物用量的增加，Zeta 电位正值越大，硅酸盐离子的聚合越会受到干扰，进而使得二氧化硅垢的生长受到更有效的抑制。

2.3 生物垢

膜表面和微生物之间的非特异性相互作用会引起膜生物污损，即由于微生物（藻类、原生动物、细菌和真菌）的附着、沉淀、繁殖及代谢活动而形成生物垢（图2）。

图2 膜表面的微生物增殖性污垢形成示意图[28]Fig.2 Schematic diagram of microbial proliferative fouling formation on a membrane surface[28]

膜的表面性质（如表面粗糙度、膜电位以及膜的亲水性等）[24]对微生物在膜表面的吸附具有重要影响。研究显示，在细菌吸附到膜表面的初期，粗糙度对膜的表面特征有显著影响，一般来说，膜表面越光滑，亲水性越好，防污性能越强。膜的表面改性可以有效防治生物污损[25]。在膜表面接枝阳离子季铵盐可以达到除菌抗菌的目的[26]。在膜材料中添加金属氧化物类纳米材料可以利用金属粒子与细胞的相互作用破坏DNA、RNA 复制从而阻碍细菌增殖。但这类释放型抑菌材料的使用会降低膜的使用寿命，增加成本[27-28]。目前大多数的反渗透膜难以保持长期的抗菌效果，膜结垢也会影响改性膜材料中抗菌物质的释放。因此，具有有效抗菌作用的膜阻垢剂有望显著提高分离膜对生物污染的抵抗力。

综上所述，反渗透膜处理过程中的无机钙盐、二氧化硅粒子以及微生物等是主要的结垢物质，能显著降低膜处理效率与膜的使用寿命。因此，膜阻垢剂的使用也主要是针对此类常见的污染物进行设计与评估。

3 常见膜阻垢剂及其阻垢机理

反渗透膜处理过程中的浓差极化现象会加剧成垢物质在膜表面的积累，促进水垢的形成。碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙和二氧化硅是反渗透膜上最常形成的矿物结垢[29]。膜阻垢剂可以通过螯合溶液中的矿物离子，增加晶核和溶液之间的界面张力，分散水垢矿物的结晶或吸附水垢不断增长的矿物表面[30]、改变聚集阈值，利用双电子层作用等减缓或阻碍结垢。常见的膜阻垢剂可以分为磷酸盐类、聚合物类以及绿色阻垢剂等。为了制备性能更为优异的膜阻垢剂，近年来人们开始对这些阻垢剂的阻垢机理进行探索，但仍缺乏深入的系统研究。更好地理解作用机制可以帮助设计和开发高效、环保、安全的膜阻垢剂，具有很高的社会与经济效益。

3.1 磷酸盐类膜阻垢剂

无机磷酸盐可以通过阈值效应即扰乱晶体聚集和排序过程，抑制钙垢成核，使晶核形态发生变化以减缓它们的生长（图3）。有研究者以六偏磷酸钠(SHMP）为模型化合物，研究其对碳酸钙的阻垢效果[32]。六偏磷酸钠具有独特的环状结构，因此会提供较大的空间位阻，且与钙离子的螯合效率较高，可以有效降低水中钙离子的浓度。它们可以吸附在成核阶段形成的颗粒上，通过破坏成核的热力学稳定性来阻止晶体的生长。在六偏磷酸钠作用下，碳酸钙晶体形态会由针状变为光滑的球状，从而更有利于被去除。此外，六偏磷酸钠对钙离子有很强的螯合能力，可以在碳酸钙晶体表面形成钙离子吸附层，如图4 所示，并在pH = 6.5 时表现出最优的阻垢性能[33]。

图3 阈值效应示意图[31]Fig.3 Schematic representation of the threshold effect[31]

图4 基于SHMP 与钙离子相互作用的阻垢机理示意图[33]Fig.4 Schematic diagram of the inferred mechanism of the interaction between SHMP and calcium ions[33]

3.2 聚合物类膜阻垢剂

相比磷酸盐类膜阻垢剂，聚丙烯酸等聚合物类膜阻垢剂往往表现出更好的阻钙垢效果[34]。聚合物利用长链骨架上的官能团与成垢物质作用，有效防止污垢形成，且由于含磷膜阻垢剂会产生磷排放问题，开发低磷或无磷的阻垢剂已成为主流趋势。本节主要针对阴离子聚合物类、阳离子聚合物类以及常见的绿色阻垢剂进行综述。

3.2.1 阴离子聚合物类膜阻垢剂 聚羧酸作为最常见的阴离子聚合物类膜阻垢剂，其分子链上的羧基可以与金属阳离子作用表现出显著的阻垢效果。聚丙烯酸（PAA）中的大量羧基会与Ca2+形成螯合物从而有效防止碳酸钙与硫酸钙结垢。由于大量的分子间氢键作用，PAA 会在酸性水溶液中形成高度卷曲结构（图5(a)）。在一定范围内，随着pH 值的增加，羧基去质子化产生大量的负电荷，链间的静电排斥作用会使聚电解质链伸展并与Ca2+螯合阻止硫酸钙晶体的进一步生长（图5(b)）。Heijnen 等[36]发现PAA中的羧基能和吸附在硫酸钙核上的水分子发生配体交换，从而阻止无定形硫酸钙核转变为二水硫酸钙晶体，形成易处理的钙垢。

图5 PAA100000 构象及其去质子化变化对CaSO4 微观结构影响示意图(a～b)；pH 对高分子量PAA200000 构象影响示意图(c)[35]Fig.5 Schematic diagram of the change of CaSO4 microstructure due to PAA100000 conformation and its deprotonation (a～b); Schematic diagram of the effect of pH on the conformation of PAA200000 (c)[35]

值得一提的是，聚合物的分子量、空间结构以及官能团的类型、含量和分布对膜阻垢性能都起着重要作用[37-39]。研究发现，不同分子量的PAA 会表现出不同的抑制结晶行为[40]：分子量在1 000～3 000 Da 的PAA 充当阈值剂抑制结晶，分子量在5 000～10 000 Da的PAA 表现出晶格畸变效应，而分子量在20 000～40 000 Da 的PAA 则表现为分散剂。结合X 射线光电子能谱（XPS）技术与浊度测试发现，低分子量的PAA 会延长晶体形成的诱导时间并降低结晶速度，且效果远远超过高分子量的PAA。当分子量非常高时，随着体系中pH 值的增加，Ca2+会与游离的PAA链交联（图5(c)），阻碍聚合物吸附到成核或生长的晶体上，从而降低抑制效果[41]。

共聚物通过接枝的方式，形成具有不同功能基团的多维结构有助于提升其阻垢能力。文献[42]报道，将琥珀酸基团引入到纳米纤维素晶体中，可以显著提高其与溶液中金属离子的结合能力。羧甲基纤维素（CMC）作为一种天然聚合物在接枝PAA 后其阻垢性能可以得到有效提高，并且PAA 平均接枝链数越多，其与钙离子的结合效率越高，形成的复合物越稳定，抑制钙垢形成的作用也越强。但PAA 接枝链太长会促进分子间氢键的形成，并在钙离子的桥接效应下形成不溶物，影响膜通量，降低阻垢效果[43]。Yu 等[44]还对比了线形和支化羧甲基纤维素分别接枝聚丙烯酸后的阻垢性能，通过测定晶体生长的诱导时间推测阻垢机理，发现丰富的支链结构和高密度的羧基可以有效抑制晶核的形成，减少晶核之间的聚并[45]。

从表征手段来看，X 射线衍射（XRD）与X 射线光电子能谱分析（XPS）可以从能垒的角度反映聚合物与钙垢的相互作用[21,35]。膜表面硫酸钙沉积物的XRD 图谱如图6(a)所示，可以发现在聚乙二醇（PEG）的存在下，(020)、(021)和(040)面的峰值消失或显著减少。由于PEG 分子优先吸附在石膏晶体的上述表面上，阻止了它们在对应方向上的生长。这种阻碍作用会导致石膏（CaSO4·2H2O）晶体在特定方向上的优势生长，从而解释了在PEG 存在的情况下，石膏的形态更长、更尖锐的原因。在溶液中添加聚乙酰亚胺（PEⅠ）时，只有(020)面的峰值强度被抑制，这表明PEⅠ分子与此面的亲和力更强。而在PAA 存在时，并没有观察到与二水硫酸钙晶体有关的特征峰面，说明晶体主要以无定形形态存在，即PAA 的添加阻止了无定形硫酸钙转化为最稳定的二水硫酸钙。XPS 结果（图6(b)）显示在有PAA 存在的情况下，Ca 2p1/2和Ca 2p3/2的结合能峰值分别从351.5 eV 和347.8 eV偏移至351.2 eV 和347.5 eV，表明PAA 与Ca2+发生了相互作用，进一步证明聚合物的结构也会影响阻垢效果。

图6 膜表面硫酸钙沉积物的XRD 图谱(a)；硫酸钙沉积物中Ca 元素的高分辨XPS 光谱(b)[20]Fig.6 XRD of CaSO4 precipitates on the surface of the membrane (a); High-resolution XPS spectra of CaSO4 precipitates on the surface of the membrane with calcium (b)[20]

3.2.2 阳离子聚合物类膜阻垢剂 具有不同官能团的阻垢剂可用于阻止不同类型垢的形成（图7）。富含羧基的聚合物可以通过阻碍无定形硫酸钙相变来抑制硫酸钙晶体的生成，提高海水淡化处理效率。富含氨基的阳离子聚合物如PEⅠ和聚酰胺（PAMAM）能更有效地去除二氧化硅结垢[21]。研究者通过分子动力学模拟推测PEⅠ或PAMAM 可以通过干预二氧化硅垢形成的动力学过程与形貌，从而达到阻止二氧化硅结垢的目的。

图7 富含羧基的阻垢剂对 CaCO3 (a)和富含氨基的阻垢剂对SiO2 污垢(b)的阻垢机制示意图[21]Fig.7 Schematic diagram of the mechanism of carboxyl-rich scale inhibitor against CaCO3 fouling (a) and amino-rich scale inhibitor against SiO2 fouling (b)[21]

此外，含有多种官能团的聚合物类膜阻垢剂由于协同效应可以表现出更好的阻垢性能。通过不同单体共聚将羟基、磺酸、醚基等官能团引入聚合物[46-47]，可以改善聚合物在水中的分散效果，从而提高阻垢性能。

3.2.3 绿色膜阻垢剂 近年来，环境友好型的膜阻垢剂越来越成为关注热点，可生物降解与无毒害作用是绿色阻垢剂所必须具备的两大条件。多糖类阻垢剂是一类重要的天然高分子，具有成本低、生物降解性好和环境友好等优势[48]。然而，由于缺乏有效的官能团和较差的溶解性，一些多糖本身的膜阻垢性能通常不理想[49]。因而，通常需要对这些多糖进行化学修饰，引入适当的官能团并获得合适的分子结构（3.2.1 节），从而提高其膜阻垢性能。

聚环氧琥珀酸(PESA)和聚天冬氨酸(PASP)是最常见和最有前途的绿色膜阻垢剂[50]。研究者发现分子量小于5 000 Da 的PASP 在抑制石膏晶体的形成方面最为有效。文献[35]的研究也证实PASP 的最佳分子量在1 000～4 000 Da 之间，对碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡的污垢都具有良好的抑制效果。Gao 等[51]采用热缩合技术合成了聚琥珀酰亚胺，在低剂量下就可以抑制90%的硫酸钙垢，并表现出良好的生物可降解性。

4 新型膜阻垢剂及其阻垢机理

4.1 树枝状聚合物膜阻垢剂

随着膜法水处理技术的应用发展，膜阻垢剂的市场需求也逐渐增大。与传统线性阻垢剂相比，具有枝状结构的膜阻垢剂因具有独特的结构与高效的阻垢效果受到了研究者们的关注。然而目前国内使用的此类反渗透膜阻垢剂主要依赖于国外技术，或是直接从国外进口，成本高昂。其中，具有代表性的是美国PWT(Professional Water Technologies)公司开发的树枝状大分子结构的Dendrimer阻垢剂，其在国内市场占有率非常高[4]。为打破这一领域的技术和产品被国外控制的局面，自主开发并大规模生产高效、经济的反渗透膜阻垢剂对我国膜分离技术的发展具有重大的社会与经济意义。

Dendrimer 阻垢剂这种具有高度支化结构的单分散聚合物可以通过表面功能化修饰丰富其性能，通过共价键或超分子作用与药物结合，因而作为载体在药物递送领域受到广泛关注[52-53]。此外，这种具有三维结构的超支化聚合物含有大量的功能末端基团（如图8 所示），可以高效吸附分散在水中的污垢，相较于磷酸盐与线性聚合物阻垢剂具有更高的阻垢载荷、更好的分散性以及不易产生自黏连而污染膜组件等性能。

图8 树枝状聚合物CAMAM (a)和PER-PAMAM (b)的分子结构图[54-55]Fig.8 Structure of dendrimer CAMAM (a) and PER-PAMAM(b)[54-55]

树枝状聚合物阻垢剂可以将金属离子或有机物分子吸附在由末端功能团和内部分叉空间所构成的空间中，随浓缩液一起排放出膜系统，避免了污垢在反渗透膜上沉积。在高盐含量的水溶液中，树枝状聚合物特有的高稳定性能可以有效减少对渗透压的影响[56]。

Yao 等[54]使用2-磷酸-1, 2, 4-丁烷三羧酸和琥珀酸酐对聚氨基树枝状聚合物进行功能化修饰，得到多种聚酰胺树枝状聚合物，发现其阻垢性能得到显著提高，并且优于线性PAA，其阻垢性能随着末端羧基的增加而增强。XRD、SEM-EDX 表征结果显示这种阻垢剂是通过占据结晶位点而扭曲钙垢的晶格，使晶体形态发生改变。氨基是合成树枝状聚合物中常见的末端官能团，含有氨基的树枝状聚合物对硅垢具有非常好的抑制作用。Shi 等[55]合成了含有酰胺基与氨基的聚酰胺树枝状聚合物，能有效抑制硅酸盐聚合。由SEM 图像（图9）可以看到，阻垢剂添加前后，硅酸盐沉积物的形态从紧凑的结构变得细小、松散，并且出现空腔。碳酸钙的晶体形态也从规则的方解石结构变得光滑。这些不规则的聚集体易于分散，对容器壁和管道的附着力差，因而容易被水流冲走[55]。

图9 硅垢形态变化SEM 图（a～b）；CaCO3 形态变化SEM 图（c～d）[55]Fig.9 SEM images of silica scale depositions morphology changes (a～b); SEM images of CaCO3 morphology changes (c～d)[55]

4.2 刷状聚合物膜阻垢剂

纳米球形聚电解质刷是一类在球形纳米粒子表面高密度接枝聚电解质链的核-壳结构纳米颗粒，其分子链间会因静电排斥和空间位阻等作用而向外伸展，形成类似于刷子的聚合物组装结构[56]。聚电解质链上的官能团不同，对不同种类的污垢处理效果也会有所差别。由于静电吸引以及Donnan 效应的作用，纳米球形聚电解质刷内部能够吸附和富集大量反离子，这种独特的结构及性质使其可应用于金属离子的回收、纳米金属催化剂的制备、蛋白质的分离以及医疗诊断等领域[57-59]。纳米球形聚电解质刷与树枝状聚合物结构相似（如图10 所示），但在制备工艺与生产成本方面比Dendrimer 阻垢剂都具有更大的优势。郭旭虹团队[2]利用光乳液聚合制备在聚苯乙烯核表面接枝聚丙烯酸链的纳米球形聚电解质刷，通过实验室静态与动态手段在高硬水质条件下对其进行反渗透膜阻垢测试，结果表明纳米球形聚电解质刷在阻碳酸钙、硫酸钙以及铝离子垢方面均较国外进口阻垢剂ASD-200 有显著的优势，相较于一般的聚合物膜阻垢剂，纳米球形聚电解质刷的阻垢效果和使用寿命也有显著提高。由此可见，纳米球形聚电解质刷作为新型刷状聚合物阻垢剂具有很大的开发潜力。

图10 纳米球形聚电解质刷（a）与树枝状大分子聚合物（b）的分子结构对比[60]Fig.10 Structure comparison of nano spherical polyelectrolyte brush (a) and dendritic macromolecule polymer (b)[60]

然而，纳米球形聚电解质刷在膜阻垢领域的应用研究刚刚起步，其作用机理尚不明晰。它独特的结构与官能团效应可能会出现多种机制的协同作用以达到优异的阻垢效果。借助小角X 射线散射可以观察纳米球形聚电解质刷与反离子的相互作用，利用广角X 射线散射分析聚电解质刷在阻垢过程中的晶型以及有序结构的变化，将这两种手段结合可以从分子层面同步分析纳米球形聚电解质刷内部微观结构变化与阻垢过程，有望发现其阻垢机理，为设计和开发更高效且绿色环保的阻垢剂奠定基础。

5 总结与展望

综上所述，膜阻垢剂作为一种简单有效的膜阻垢方法，可以有效解决反渗透膜水处理工业中的结垢问题。然而，传统的膜阻垢剂阻垢效果还不够理想，市场上急需具有更高效、使用范围更广的绿色新型膜阻垢产品。阻垢剂在反渗透膜表面的吸附情况同时影响反渗透膜的分离性能，这也是在膜阻垢剂设计开发中需要重点关注的问题。目前，对阻垢剂作用机理研究的缺乏很大程度上阻碍了新型阻垢剂的开发与应用。聚合物类阻垢剂代替磷酸盐类可以有效阻止多种污垢生成，彻底解决了磷排放问题。与线性聚合物相比，树枝状聚合物与刷状聚合物虽然合成难度较大以及成本较高，但其独特的空间结构与官能团效应有望在膜阻垢方面表现出更大的优势。进一步研究此类聚合物的阻垢机理有望推动具有更佳阻垢效果的高效阻垢剂的设计与开发。依托上海光源实验平台小角与广角X 射线散射等表征手段，可以探索新型阻垢材料在反渗透膜阻垢过程中的微观作用机制。以纳米球形聚电解质刷为模型，从分子结构、分子量与尺度大小入手，深入揭示刷状聚合物的阻垢机理，对设计针对性强、阻垢性能优异且经济环保的国产化高性能膜阻垢剂具有重要意义，同时为此类膜阻垢剂的广泛应用奠定坚实的理论基础。