万德立等人在2005年1月发表于《Advances in Fine Petrochemicals》期刊上的研究论文《长效固体缓释性防腐阻垢剂的研制》详细介绍了他们开发的一种新型长效固体缓释性防腐阻垢剂。该研究由大庆石油学院机械科学与工程学院的万德立、闫玉奎、周立辉和王民共同完成，旨在解决油田注水系统中水垢形成的问题，并提高阻垢剂的使用效率和效果。
全球水资源短缺和水质污染问题日益严重，淡水资源逐渐减少，特别是在油田开采过程中，注水开发形式导致含油污水量增加，污水排放和处理成为一大难题。水垢的形成主要取决于盐类的过饱和状态和结晶生长过程。油田水中含有高浓度的碳酸盐、硫酸盐、氯化物和钡盐，这些物质在环境条件变化时容易形成水垢。目前，控制水垢的方法包括调节溶液的pH值、去除溶解气体、软化处理、避免不相容水的混合以及加入阻垢剂。然而，传统的液体阻垢剂在油田水处理中效果不佳，药剂尚未充分发挥作用就被水流带走，缓蚀阻垢效果不理想。因此，万德立等人针对油田污水系统结垢情况，结合以往在阻垢方面的经验，研制出一种长效固体缓释性防腐阻垢剂，以延长阻垢剂的使用时间及其阻垢作用的发挥。
研究流程主要包括实验部分、阻垢剂配制、对比试验和分散性能测试四个主要步骤。
研究人员首先对大庆采油十厂污水进行取样化学分析，发现其主要杂质包括钙离子、镁离子、铁离子、氯离子、碳酸根和碳酸氢根离子、硫酸根离子、硅酸根离子。通过对加热炉炉管外壁采集的垢样进行化学组成分析，发现污水系统中的污垢主要是钙、镁垢和硅酸盐垢。研究人员采用污水硬度和污水结垢速率两个水质指标来衡量水质情况。水硬度的测定方法是通过加入NH3-NH4Cl缓冲溶液和铬黑T指示剂，用EDTA标准液滴定，直至溶液由紫变蓝，记录滴定体积并计算水硬度。污水结垢速率通过模拟现场污水循环系统工作条件，在75℃水温下测定。
阻垢剂的配制包括载体选择、药剂选择、配方确定和实验过程四个步骤。研究人员选择聚乙烯醇（PVA）作为缓蚀阻垢药剂的载体，因为PVA与大多数阻垢药剂互溶，且与水有很好的互溶性。PVA在加热到一定温度时能完全溶于水，但在注水系统循环热水中能保持固体状态，缓慢溶解并释放缓蚀阻垢剂。药剂选择方面，研究人员选用乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP）作为固体阻垢剂主剂，并加入水解聚马来酸酐（HPMA）作为协同阻垢剂。为增加EDTMP在PVA中的溶解性，研究人员加入少量乙二醇。最终确定的阻垢剂配方为：聚乙烯醇10 g，水40 ml，EDTMP 1 ml，水解聚马来酸酐1 ml，乙二醇0.5 ml。实验过程中，将PVA在水中浸泡一天后加热到90℃使其充分溶解，将EDTMP与乙二醇混合加热到100℃进行接枝反应，然后与PVA混合，再加入预热的水解聚马来酸酐，搅拌均匀后浇铸到模型中自然冷却。
研究人员通过水质分析方法测定加入缓释阻垢剂前后水的硬度及结垢速率，发现加入阻垢剂后水的硬度和结垢速率分别由原来的1.168 mmol/L和36.2708 mg/a降到0.05 mmol/L和16.0416 mg/a，阻垢效果显著。
缓释性固体阻垢药剂的分散性能直接影响阻垢剂的阻垢效果。研究人员通过测量循环模拟试验前后阻垢药剂的质量变化，计算出阻垢剂在75℃、污水量150 L、表面积12.56 cm²、凝固程度达到很硬时的分散速度为5.89 mg/(h·cm²)。
研究结果表明，聚乙烯醇作为载体与水具有较好的互溶性，90℃时能够完全溶解于水，凝固后能在水中缓慢溶解，对环境和设备不造成危害。EDTMP具有很好的溶限效应，加入很少的药剂就能络合成千上万倍的钙、镁离子，且与水解聚马来酸酐具有很好的协同效应。加入缓释阻垢剂后，水的硬度和结垢速率显著降低，阻垢效果明显。缓释性固体阻垢剂的组成和配比与水质有密切关系，不同的水质阻垢剂的组成与配比有所不同，但绝大多数水处理药剂均能溶于聚乙烯醇载体中，因此具有广阔的发展前景。
万德立等人成功研制出一种长效固体缓释性防腐阻垢剂，该阻垢剂以聚乙烯醇为载体，EDTMP和水解聚马来酸酐为协同阻垢剂，通过接枝反应增加EDTMP与聚乙烯醇的溶解性。实验结果表明，该阻垢剂能显著降低水的硬度和结垢速率，具有良好的缓蚀阻垢效果。缓释性固体阻垢剂的分散性能适中，既能充分发挥药效，又避免药品浪费。该研究为油田水处理提供了一种高效、长效的阻垢剂，具有重要的科学价值和应用价值。
该研究的亮点在于开发了一种新型长效固体缓释性防腐阻垢剂，通过接枝反应提高了EDTMP与聚乙烯醇的溶解性，显著增强了阻垢效果。研究还详细探讨了阻垢剂的分散性能，确保药剂在油田注水系统中能够有效发挥作用。此外，该研究为不同水质条件下的阻垢剂配制提供了科学依据，具有广泛的应用前景。
研究中还提到，聚乙烯醇作为载体的选择基于其对冷水和热水的溶解性差异，以及水溶液粘度的变化。研究人员通过反复实验确定了聚乙烯醇与水的比例，并详细描述了阻垢剂的配制过程。此外，研究还对比了加入缓释阻垢剂前后的水质变化，为阻垢剂的实际应用提供了可靠的数据支持。