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在工业冷却循环水系统的运行过程中，一系列的难溶盐垢或生物沉积会造成设备的腐蚀、换热效率降低、动力消耗增加等问题，甚至会带来一些安全隐患。在一系列的防垢方法中，添加阻垢剂是最受人们青睐的方法，它具有操作简单、成本低、效率高的优点。目前随着环境污染带给人们越来越重的压力，阻垢剂朝着绿色型发展是热门的趋势。 羧甲基菊粉(CMI)的原料菊粉可通过菊芋提取，来源广泛，由于菊粉是植物提取物，具有无毒、可生物降解的特性，对其进行羧甲基改性又赋予了阻垢活性官能团羧基，故而CMI用作无毒环保型的绿色阻垢剂前景巨大。本文主要的工作及结论如下: 在95％乙醇体系中合成CMI，发现采用两步加碱法合成CMI可以使得副反应的程度降低，同时取代度提高，并且分别对NaOH用量及添加方式、碱化时间、氯乙酸用量、醚化时间进行了单因素实验的考察，在此基础上通过正交试验优化得到了最佳制备工艺，选取两步法添加NaOH，n(NaOH)∶n（菊粉）∶n（氯乙酸）控制为2.5∶1∶1、碱化反应时间为0.7h、醚化反应时间为3h，此时所得CMI的DS=0.8864。对比菊粉与CMI红外图谱，CMI在1300～1650 cm-1之间出现羧酸盐特征吸收峰，表明菊粉已被羧甲基化。热重分析结果表明CMI在200口℃以内不分解，热稳定性良好。 用静态阻垢测验模拟不同操作条件下CMI阻垢性能的变化情况。当CMI浓度到达12 mg/L，对CaCO3的阻垢率达到92.45％,16 mg/L时对BaSO4的阻垢率达到78.42％，表现出了良好的阻垢性能;当水环境的pH值较大时，CaCO3阻垢率发生了陡降的情况而相反BaSO4阻垢率会上升;温度升高，CaCO3溶解度降低，成垢倾向的增强导致CaCO3阻垢率降低。而BaSO4因为其溶解度会随着体系温度的升高而升高，则会在高温下出现阻垢率上升的情况;阻垢测验恒温到达34 h时，我们发现CaCO3的阻垢率依然能到达91.65％,仅出现很细微的下降。而当BaSO4实验恒温时间达到22 h时，阻垢率则开始明显的下降;与市售阻垢剂相比发现CMI对CaCO3极限阻垢率能到达93％，阻垢性能优良，强于AMPS，商用AA-MA; CMI在水中的浓度值为16 mg/L时，对BaSO4的阻垢率达到78％，优于大部分阻垢剂。同时通过对垢样的XRD、SEM、粒径分布分析发现，加入CMI后CaCO3及BaSO4的晶型还有外型样貌均发生了显著改变，发生了晶格畸变作用，同时垢样粒径尺寸变小，分布变窄也体现出了阻垢剂的凝聚-分散作用。 分子动力学模拟显示CMI与方解石的两个主要成长面(1-10)和(104)面均能紧密结合，且CMI与(1-10)面的结合能大于(104)面，对(1-10)面的抑制生长作用较强;在结合过程中，CMI形变能经过相比，远小于结合能，这说明CMI分子能够克服自身的扭曲与晶面结合;非键作用能中库仑力相互作用占主导位置;通过径向分布函数g（r)分析发现在结合过程中羰基O原子会与晶面Ca2+形成了Ca-O离子键，并且羟基H原子与晶面O原子形成氢键;对CMI不同位置羧酸根行为分析发现，链端二面角振荡幅度强于链中部，表明链中部羧酸根与晶面结合的较为紧密，其阻垢作用相对于链端部更为突出。