为了适应热塑性塑料，尤其是敏感材料的直接加工需求，多螺杆挤出机在混配领域得到了越来越广泛的应用。近年来，国内外设备供应商陆续开发出了倒三角形排列的3螺杆挤出机、一字排列的3螺杆挤出机、一字排列的4螺杆挤出机和多螺杆挤出机等新型挤出机，以及由多螺杆挤出机与单螺杆或双螺杆组合而成的直接加工系统。自推广以来，这些挤出机已经在不同的领域中发挥了重要的作用。
    最近，德国格诺斯塑胶技术有限公司（以下简称“格诺斯公司”）将其专利的高聚物熔体排气技术应用到多螺杆挤出机中，推出了先进的MRS多螺杆挤出机（如图1所示）。这是一种带有特殊排气装置的多螺杆挤出机。不同于传统的单螺杆和双螺杆挤出机，MRS挤出机的排气系统能够充分吸收物料中的水分,因此无需预先对物料进行结晶和干燥，即能够将重度污染的PE瓶片直接加工成片材。牢固简洁的设计，不仅减少了生产线的复杂性，也为片材生产提供了更大的实用性。

图1 格诺斯公司推出的MRS挤出机采用了专利的高聚物熔体排气技术，无需预先进行结晶和干燥，即可实现片材的直接加工

MRS技术
    MRS挤出机的排气系统包含一个大的单螺杆套筒，高聚物熔体首先被输送到这里。根据不同规格，大套筒中包含8~10个与主螺杆轴线平行的小套筒。这些小套筒安装有多个“卫星”螺杆，它们通过主套筒上的环形齿轮进行驱动，并以与主螺杆相反的方向旋转。据介绍，带有“卫星”螺杆的小套筒有大约30%的面积暴露在大套筒外，能够有效保证熔体的顺利进入和排出。更重要的是，由于该装置能够对所有接触熔体的部件进行单独的温度控制，从而能够对熔体温度进行更精确的控制。
MRS挤出机独特的系统元件与结构，使其可能的脱挥区域远高于传统的挤出系统，能够成比例地增加表面交换面积，从而为系统提供了无可比拟的排气功能。由实验结果可知，在3?000Pa的真空条件下，MRS挤出机的熔体接触面积是普通的单螺杆挤出机的4.5倍以上，是双螺杆挤出机的3倍，而表面接触面积的置换速率分别是单螺杆的50倍和双螺杆的25倍（如图2所示）。

图2 MRS挤出机与传统的单螺杆和双螺杆挤出机的性能比较

防止PET水解
    在加工过程中，PET材料中含有的水分极易引起材料的热降解，从而导致材料的力学性能和光学性能的显著降低，进而影响最终成品的品质。
最初的MRS挤出机就是为了PET片材的顺利挤出而设计的。该设备在脱挥装置中安装了一个真空控制器，可直接吸收PET表面的水分，因此，整个加工无需对物料进行预干燥。另外，该设备还配置了一个在线黏度计，能够对熔体黏度进行实时监控。当熔体黏度发生改变时，可以通过真空控制器来调节物料的湿度，从而确保熔体黏度的稳定均一。
PET加工：更节能、更具成本优势
    格诺斯公司表示，MRS挤出机可将物料中残留的水分降低到低于50ppm以下，而且由于无需预干燥和结晶，还节省了因烘干原料而使用的高能耗。与带有结晶和预干燥装置的单螺杆挤出机相比，可将能耗降低20%以上，而且设备的加工适应性更强，维护费用也更低。
    虽然使用双螺杆挤出机，同样能够省去预干燥步骤，但是，设备由于省去结晶和预干燥步骤而节省的能耗还会被几个因素抵消，即：整个挤出生产过程需要保持较高的真空状态（<5mbar）；由于需要进行粗过滤而需要额外配置过滤器；有些时候，由于后续生产过程所需的压力限制，还需要配备熔体泵；另外，若原料在进入挤出机之前，其水分含量大于1000ppm，还需要对其进行预干燥。总之，所有这些都需要额外的能耗。
得益于独特设计的排气系统，MRS挤出机能够提供高效的表面置换速率，使得聚合物熔体的排气更具效率。同时，由于该系统能够产生更大的自由容积，更有利于气体的排出。与常规的PET加工工艺相比，MRS挤出技术将能耗降低了15%~25%。与双螺杆挤出机相比，由于无需进行预干燥和结晶，也无需配置额外的熔体泵，该设备的节能效果更显著，设备所需的真空标准和维护费用也更低。
应用实例
    与传统的片材挤出技术相比，由MRS技术生产的PET片材具备更卓越的热塑性能，它更轻、更薄，且热稳定性更好，用其制得的食品包装产品可直接在容器(如微波炉) 中加热。另外，PET包装还具有良好的透明度和高光泽度，能够赋予产品更好的外观表面。
    在过去超过一年的时间内，MRS挤出机在实际生产中的平稳运行，已在不同的生产领域得到了充分验证，并为用户带来了最实在的高质量生产和成本节约。例如，美国一家专门生产热塑性片材和容器的供应商已经成功地将产量为1000kg/h的MRS挤出机引入其PET片材生产线中，用以加工包装水果的容器（如图3所示）。在MRS挤出机的帮助下,该公司成功地在挤压之前省去了费用昂贵的结晶和干燥工艺步骤。同时，该公司还配置了RSFgenius旋转换网器（物料过滤的细度为56~75μm），并使用在线黏度计对口模上游的熔体黏度进行在线测量，确保熔体黏度始终在一个非常小的范围内波动，从而保证片材的高质量生产和片材厚度的稳定性。

图3 美国一家片材生产商将MRS挤出机引入了热塑性片材生产线中，产量可达1000kg/h

 
    在巴西，更小型的MRS110挤出机被应用到热塑性片材生产线中，该生产线的生产能力较小，产量可达600kg/h（如图4所示）。在该生产线中，使用的原料由各种废片、重新研磨的瓶片和新料等混合而成。在PET片材的生产过程中，MRS挤出机能够发挥高效的脱挥能力，不仅能够去除潮湿气体，同时也可对熔体进行去污。与需要预干燥的片材挤出生产线相比，该生产线不需要进行结晶和预干燥步骤，所以可节省15%~25%的能耗和25%的空间, 同时还省去了工艺开始之前对物料进行结晶和干燥所需的漫长时间，而这通常是限制整个机器运行的灵活性和机动性的关键因素。据介绍，由于MRS挤出机在该生产线中的出色表现，由该生产线挤出的片材产品还被美国食品药品监管局授予了“不持异议”证书，可直接用于食品包装领域。

图4 巴西一家客户将小型的MRS挤出机用于其PET热塑性片材生产线中，其产量可达600kg/h