聚丙烯酸钠分子中有羧酸根(-COO-),羧基官能团能与水中易形成垢的金属离子,例如Ca2+、Mg2+结合,从而起到阻垢分散作用。但是聚丙烯酸(钠)的分子量从几千到上百万,其性能不但与分子量大小有密切关系,而且还受分子量分布的影响,因此研究聚丙烯酸钠分子量及其分布与性能之间的关系具有重要意义。本文采用沉淀分级的方法,实现了对聚丙烯酸钠的均匀分级,并通过实验证明聚丙烯酸分子量及其分布对其性能有较大影响,作为碳酸钙阻垢剂的聚丙烯酸最佳相对分子质量范围为小于1900,并且分子量分布越窄其阻垢性能越好。作为对碳酸钙分散剂的聚丙烯酸钠相对分子质量Mn=3400,分布指数D=3.35时分散效果最佳;作为锌离子稳定剂,聚丙烯酸钠相对分子质量Mn=5200,分布指数D=3.35时对锌离子稳定效果最好。探索了聚丙烯酸不同合成体系,其中有机酸盐-异丙醇复合调聚体系、以次亚磷酸钠作为链转移剂体系效果较好,优化其工艺条件,合成出了低分子量窄分布的聚丙烯酸钠,并对聚合产物进行了结构表征和性能评价。以有机酸盐-异丙醇复合调聚合成聚丙烯酸,以正交试验法确定最佳聚合工艺为:单体浓度30%,滴加时间4h,聚合温度80℃,引发剂占单体质量12.5%、有机酸盐占单体10%,异丙醇占溶剂质量25%。在最佳条件下得到了相对分子质量1500,分子量分布指数1.60的聚丙烯酸钠,对碳酸钙的阻垢率能够达到88%左右。以次亚磷酸钠作为链转移剂合成聚丙烯酸,考察了引发剂用量、次亚磷酸钠用量、聚合温度对聚合反应的的影响,确定出最佳聚合工艺为:单体浓度占总重30%,滴加时间2.5h,聚合温度80℃,引发剂用量占单体质量比8%,次亚磷酸钠用量占单体质量比10%,聚合温度80℃。最佳条件下得到了相对分子质量1300,分子量分布指数1.80的聚丙烯酸钠,对碳酸钙的阻垢率能够高达90.0%。