Premio “Giulio Natta”

Ludwig Böhm

Motivazioni
Il Prof. Ludwig Böhm è la persona che ha dato il maggior contributo allo sviluppo e alla valorizzazione del materiale conosciuto col nome di Polietilene Alta Densità o “HDPE”, trasformandolo da prodotto di grande volume tipo “commodity” ad un materiale speciale altamente sofisticato.
Tre sono le ragioni specifiche per cui egli ha meritato la più alta considerazione per il premio Giulio Natta:
1) Il sistematico ed elegante approccio scientifico che ha adottato fin dagli anni 70, all’inizio della sua carriera scientifica, operando nel settore della polimerizzazione dell’Etilene. Il Prof. Böhm ha dato priorità alla comprensione delle fenomenologie di base della catalisi, del processo di polimerizzazione, nonché nelle correlazioni struttura – proprietà dei materiali. Usando le sue parole “La conoscenza del catalizzatore, del processo e delle correlazioni struttura-proprietà sono la chiave fondamentale sia per migliorare i prodotti da utilizzare per le attuali applicazioni e sia per la creazione di nuovi materiali idonei a nuove applicazioni.”
2) La sua grande capacità di trasformare i risultati della ricerca di base in successi industriali e commerciali. L’impegno sistematico e tenace del Prof Böhm nello sviluppo del processo e del prodotto ha portato alla creazione di una vasta gamma di nuovi prodotti che hanno avuto un ampio successo di mercato.
3) Il suo significativo contributo alla creazione di processi e prodotti puliti ed amici dell’ambiente con un significativo impatto sul benessere dell’umanità e la sostenibilità ambientale. Citiamo a titolo di esempio:
a) Nel settore dell’imballaggio il consumo energetico per la produzione di piccoli-medi-grandi contenitori in HDPE è 8 volte inferiore rispetto a quello necessario per la produzione degli stessi contenitori in vetro, mentre il consumo energetico per la produzione di borse e sacchi per il materiali alimentari è 6 volte inferiore rispetto a quello utilizzato per ottenere gli analoghi prodotti in carta.
b)L’HDPE è oggi ritenuto il materiale ideale per la produzione di tubazioni di grandi dimensioni per i sistemi di trasporto e distribuzione dell’acqua potabile, una risorsa sempre più scarsa ed un problema sempre maggiore per l’umanità. Nessun altro materiale conosciuto, come l’acciaio od i cemento, è in grado di offrire garanzie paragonabili all’HDPE in termini tecnici di fattibilità, di durata e di convenienza economica.
In conclusione il Prof. Böhm ed il suo team in Hoechst hanno fornito il contributo cruciale allo sviluppo ed all’affermazione di mercato dell’HDPE, un materiale di eccezionali proprietà ottenuto a prezzi competitivi rispetto ad ogni altro materiale e prodotto e trasformato nel totale rispetto dell’ambiente. Questo materiale, noto col nome commerciale di “ Hostalen”, è oggi riconosciuto come uno dei maggiori e più ammirati successi industriali nell’area dei materiali di grande volume applicativo.

Biografia
Nasce a Friedrichshafen (Lago di Constanza) il 20 giugno 1941.
1960 Si diploma al Liceo Leibniz-Gymnasium, Rottweil a.N., Germania.
1960-1966 Compie gli studi di Chimica alla Johannes Gutenberg-University, Mainz, Germania, dove nel 1963 ottiene la borsa di studio Studienstiftung Deutschen Volkes. Nel 1966 si diploma in Chimica.
1969 Consegue la Laurea in Chimica Fisica (in summa cum laude).
1969-1973 Assistente e Collaboratore Scientifico del Prof. G.V. Schulz all’Istituto di Chimica-Fisica della Università di Mainz, Ricerca sulla polimerizzazione anionica dello stirene.
1973 Inizia a lavorare al Centro di Ricerca Materie Plastiche di Hoechst AG, Francoforte (M).
1973-1980 Membro del gruppo di ricerca per la fisica del polimero; Topics: Polimerizzazione Ziegler, Ricerca sui Catalizzatori, Process-Technology e Process-Controll, Product development.
1981-1984 Membro del gruppo di ricerca sul polietilene; Topics: Technology e Product Development.
1984-1986 Trobleshooting presso Bayport Works, Bayport, USA(incarico temporaneo).
1985-1990 Diviene Responsabile del centro di ricerca sul polietilene.
1988 venia legendi alla Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) per la Chimica Macromolecolare, cui affianca d’ora in poi numerose conferenze sui processi e sulle tecnologie di polimerizzazione
1990-1993 Conferenze alla Scuola sui Polimeri Avanzati a Ferrara.
1991-1993 Diviene Responsabile della ricerca sulle poliolefine.
1993 Ottiene la cattedra alla RWTH Aachen.
1994 Responsabile per la Ricerca e Tecnologia sulle Poliolefine, Membro del Dipartimento Kunststoffe und Folien, Membro del Comitato Scientifico per Ricerca e la Tecnologia di Hoechst AG.
1996 Membro della Gestione di BU Polyolefins, Responsabile per la Ricerca Tecnologica.
1997 Responsabile Management alla Hostalen Polyethylen GmbH, Responsabile per la Ricerca e la Tecnologia.
1997 Gli viene offerta e non accetta la Cattedra dell’insegnamento dei Processi di Polimerizzazione Industriali all’Università di Twente, Paesi Bassi.
1998 Responsabile per la Ricerca e lo Sviluppo, GmbH di Elenac, Membro del Consiglio Direttivo.
2000-2003 Responsabile R&S Strategia e Pianificazione di Basell Poliolefine, Vicepresidente degli stabilimenti Basell R&s a Francoforte (M).
2003-2004 Lavora in Iran per F&E-Organisation, soggiornando a lungo a Teheran; Membro del Consiglio di Sorveglianza dell’Istituto del Polimero Olandese.
6/2004 Si ritira dal lavoro attivo pensionandosi da Basell Polyolefins.
6/2006 Lascia la carriera accademica per pensionamento, RWTH Aachen.
E’ autore e coautore di circa 70 pubblicazioni scientifiche e di 30 brevetti.

Ricerche
All’università opera nel campo della polimerizzazione anionica nei solventi organici polari. Questa ricerca ha ottenuto risultati fondamentali; in particolare nella modellazione di questo processo risulta che vi sono coinvolti tipi diversi di coppie di ioni e di anioni liberi.
Dopo essere stato assunto alla Hoechst AG opera in tutti i campi della polimerizzazione Ziegler, compresi lo sviluppo del catalizzatore, lo sviluppo di prodotti, nonché lo sviluppo, la strutturazione ed il controllo di processi. Insieme a scienziati ed ingegneri altamente qualificati ottiene un grande risultato nello sviluppo di un modello di processo fisico-chimico, poi trasferito in un apposito osservatorio – successivamente combinato con un controllore fuzzy – allo scopo di controllarne la particolare complessità ed ottenendo una eccezionale stabilità del sistema e del controllo del processo, tale da rendere possibile l’attivazione di linee di produzione senza problemi o shut-downs nel corso dei mesi e di raggiungere una qualità nei prodotti del 100%, con una conseguente alta accettazione sul mercato ed una enorme riduzione dei costi.
Nel 1990 compie un importante passo avanti nella preparazione del catalizzatore. Grazie al nuovo catalizzatore fu possibile progettare un avanzato processo a cascata dotato di una notevole flessibilità nella progettazione e miglioramento della qualità del prodotto. Si ottiene così una tecnologia altamente avanzata, concessa ancora ad oggi in licenza in tutto il mondo grazie a numerosi brevetti che ne proteggono le caratteristiche essenziali. In tutti i campi di applicazione di questo processo infatti è possibile ora ottenere tipi di polietilene ad alta densità, con proprietà prima sconosciute. Attualmente questi prodotti sono usati, ad esempio, nei sistemi di tubazioni per acqua potabile, nelle linee di distribuzione del gas, nei grandi contenitori per i beni industriali e per altre applicazioni nel confezionamento industriale, così come in diversi tipi di piccoli contenitori per imballaggio, pellicole e
filamenti.
Nel 2003 è stato celebrato il 50° anniversario di questa invenzione al Max-Planck-Institut, Mülheim.
Nel corso degli anni tali risultati sono stati ampiamente pubblicati nei libri di testo e presentati in diversi articoli. In particolare, in un articolo pubblicato nel 2004 in Angewandte Chemie, si è posta l’attenzione sulla profonda conoscenza di tutti i processi su macro, meso e micro scala, e viene puntualmente descritto il processo di formazione delle nuove particelle mediante la trasformazione di una particella di catalizzatore in una particella di polimero. Ogni particella del nuovo polimero è difatti un micro-reattore con una propria energia e propri equilibri di massa. Questo processo di formazione delle particelle è stato modellato in dettaglio sulla base della conoscenza che il surriscaldamento della particella in crescita poteva essere evitato anche se la relativa reazione di polimerizzazione è fortemente esotermica. Ciò è tuttavia possibile soltanto se la particella catalizzatore viene correttamente progettata durante la sintesi.
Da un punto di vista scientifico, può essere interessante rimarcare che questo processo catalitico è fortemente controllato dall’entropia, come è stato ampiamente dimostrato determinando sia la reazione a livello di entalpia che quella a livello di entropia.

Pubblicazioni
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L.Böhm, Untersuchung der anionischen Polymerisation des Styrols in Tetrahydro-pyran (THP), Dissertation, Mainz, 1969

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