La scoperta del polipropilene

Mon, 01 Dec 2008 15:14:31 +0000
Num. 26

Testimonianza sulla nascita del Centro Ricerche Montecatini di Ferrara

E' il primo di marzo del 1953, quando mi presento alla sede dell'allora Montecatini in largo Donegani a Milano, assunto quale tirocinante, con destinazione politecnico di Milano, presso il professor Giulio Natta. Un po' intimidito vengo ricevuto dall'addetto all'ufficio del personale e accompagnato dal professor Natta che mi intrattiene in compagnia del professor Pino e del dottor Mazzanti per conoscermi e assegnarmi il tema di ricerca che avrei dovuto affrontare. Come ho detto, oltre che intimidito, ero anche un po' frastornato in quanto tutto era accaduto così rapidamente.

Infatti, nel giugno del 1952 conseguivo la laurea in chimica presso l'università di Ferrara con 110 e lode ed encomio, laurea discussa in una commissione presieduta dal professor Leo Cavallaro. Qualche mese dopo, mentre ancora mi sto orientando, in dubbio se tentare la carriera universitaria o altro, ricevo a sorpresa un telegramma da parte della Montecatini che mi invita a Milano a un colloquio per una eventuale assunzione.
Per il vero il colloquio non andò molto bene, in quanto la commissione di professori e dirigenti pretendeva conoscenze fuori dalla mia portata. Mi ritirai e tornai a Ferrara. Nonostante questo, poco dopo ricevetti l'invito a ripresentarmi in quanto assunto. Avevo fatto un'ottima impressione presso la commissione, in quanto con fermezza e razionalità avevo contestato alcune asserzioni: erano piaciuti il mio carattere e il mio modo di affrontare i problemi. Ritornando al colloquio con il professor Natta, colloquio aperto su vari problemi, non solo tecnici, mi venne assegnato un compito di grande interesse e importanza: tentare di costruire lunghe molecole di polimeri con l'addizione e concatenamento di monomeri (per esempio etilene), cosa questa non conosciuta e non fattibile a quell'epoca.

Va qui detto che il professor Natta, fra le molteplici attività scientifiche, era rimasto molto impressionato dai risultati conseguiti dal professor Ziegler circa la relazione di polimerizzazione dell'etilene in presenza di al-trietile. Natta, infatti, si era reso conto che la polimerizzazione dell'etilene effettuata da Ziegler non procedeva per addizione del monomero a un radicale libero o a uno ione in accrescimento, ma per assunzione del monomero tra l'atomo del metallo e la catena in crescita legata a esso.
Eccitato da questa idea Natta suggerì alla Montecatini di entrare in collaborazione con Ziegler per poter proseguire gli esperimenti come citato.

Per questo scopo nel 1953 fu creato un team di ricerca operante sia presso Ziegler sia presso il politecnico di Milano, team selezionato tra le più brillanti lauree con provenienza da diverse Università. Cito alcuni nomi, quali P. Chini, M. Farina, E. Giochetti, R. Magri e altri, compreso il sottoscritto. Ricordo con emozione quel periodo che va sicuramente considerato "pionieristico" e la prima preparazione di al-trietile (co-catalizzatore) da me effettuata su ricetta di Ziegler, come pure le sperimentazioni effettuate ad alta pressione con etilene in presenza di al-trietile.

Furono mesi di intenso lavoro e studio in quanto, oltre all'attività di laboratorio, frequentavamo un corso di specializzazione in chimica organica alifatica coordinato dallo stesso professor Natta e condotto da altri emeriti professori provenienti da prestigiose università italiane. Sulla base degli accordi tra Montecatini e Ziegler Natta entrò in possesso dei brevetti dello stesso Ziegler sulla preparazione di altu polimeri dell'etilene ottenuti con l'impiego di catalizzatori a base di alogenuri di titanio e al-alchiri. Mentre Ziegler procedeva con rapidità negli studi sulla polimerizzazione del propilene.

All'inizio del 1954, Chini ottenne piccole quantità di un prodotto gommoso che, dopo estrazione selettiva, presentava una frazione di polimero ad alto peso molecolare con punto di fusione intorno a 160° C. Indescrivibile l'emozione che provammo all'apertura dell'autoclave che conteneva frazioni di polipropilene e nel rendermi conto di essere partecipe a una grande invenzione e del contributo, seppure modestissimo, che avevo dato con la preparazione del co-catalizzatore (altrietile) da me preparato.
Va qui ricordato che nell'agenda del Natta alla data dell'11 marzo1954 è stato scritto di suo pugno: fatto il polipropilene. Ulteriori progressi furono rapidamente conseguiti ottenendo alte percentuali di polimero cristallino con l'uso di alogenuri di titano e al-alchili, come pure sulla conoscenza della struttura del polimero stesso. Infatti, Natta, nella sua prima pubblicazione sull'argomento affermò che nelle frazioni cristalline gli atomi di carbonio asimmetrici potevano avere la stessa configurazione sferica almeno per lunghi tratti della catena, e propose di chiamare questi atomi di carbonio, e conseguentemente i polimeri che li contenevano, "isotattici".

Va qui detto che il genio creativo del Natta permise, in pochi mesi, di passare a sintetizzare il "monomero propilene a polimero propilenico isotattico", brevettando il trovato e definendo la struttura del polimero stesso. Natta proseguì la sperimentazione impiegando altre olefine, ottenendo per esempio polibutene, polistirolo isotattico e copolimeri etilene-propilene, che rappresentarono la seconda gomma sintetica, e ancora altro nel campo delle poliolefine.
All'inizio del secondo trimestre del 1954, quando già si ottenevano risultati nella sintesi del polipropilene, Natta mi inviò a Ferrara insieme a Magri presso lo stabilimento petrolchimico della Montecatini (dove durante la guerra si produceva la gomma sintetica) per proseguire e sviluppare la ricerca con l'aiuto di altri colleghi e tecnici.

E da quel momento si può affermare che nasceva a Ferrara il centro ricerche sulla sintesi delle poliolefine, a cui fu dato il nome di I.R.I. Va qui ancora ripetuto che quel periodo è da considerarsi pionieristico in quanto tutto si presentava nuovo, non conosciuto, da studiare, da capire, da sviluppare. Dallo studio dei catalizzatori e della catalisi alla messa a punto dei sistemi di polimerizzazione e da qui alla caratterizzazione e trasformazione dei polimeri emergevano continuamente problemi da risolvere.
Una notevole serie di brevetti, innovativi nel campo della polimerizzazione delle olefine con particolare riferimento al polipropilene, vennero depositati e tra questi, per esempio, in antagonismo con Hercules (USA), l'uso dell'idrogeno come agente di trasferimento per i catalizzatori Zieglar- Natta.

Questa è stata una importante scoperta per la regolazione del peso molecolare dei polimeri, facilitando così la processabilità e le applicazioni per certi prodotti. Nel 1955, il Centro Ricerche di Ferrara si presentava già con una struttura ben organizzata e perfettamente funzionante. Infatti, sin dal primo periodo di attività del Centro furono costituiti gruppi di ricercatori per lo sviluppo delle conoscenze nei vari settori di interesse, quali catalisi e catalizzatori, polimerizzazione e tecnologia, caratterizzazione meccanica e chimico-fisica dei polimeri, sviluppo e trasformazione prodotti con vari processi e verifiche di possibilità di mercato per i manufatti. Iniziarono, inoltre, a sorgere impianti pilota e, dopo le esperienze del processo produttivo in discontinuo, vennero realizzati i primi impianti operanti in continuo.

La prima produzione di polipropilene su larga scala è stata effettuata a Ferrara alla fine degli anni Cinquanta. Parallelamente, per quanto concerne le applicazioni, iniziarono a svilupparsi molte varietà di manufatti, incluso oggettistica, materiale filato e fibre, film tal quale e orientato, parti per automobili, arredamenti e mobili per la casa ecc. e altre impensabili possibilità d'impiego. Verso la fine degli anni Sessanta veniva inoltre firmato un accordo con la società giapponese Mitsui Petrochemical per uno scambio di conoscenze su ricerca, sviluppo, produzione e mercati, accorpando i brevetti e iniziando una collaborazione. Molte delle vecchie società correnti hanno acquisito licenza da Montecatini-Edison sia per i catalizzatori sia per il processo, raggiungendo produzioni impensabili alcune decine di anni or sono.

Infatti, va qui detto che oggi milioni di tonn/ anno di polipropilene vengono prodotti nel mondo sulla base di processi e catalizzatori nati in Italia. E ora, dopo tanti anni, il Centro Ricerche Giulio Natta di Ferrara è ancora attivo e all'avanguardia nel mondo. Risultato, questo, raggiunto dall'epoca pionierista a oggi, da gruppi di ricercatori che si sono avvicendati e che hanno voluto portare avanti il sogno e la scoperta di Natta.
Ricordo, inoltre, con commozione oltre ai periodi eccitanti della scoperta e sviluppo del polipropilene anche momenti molto tristi. Mi riferisco al durissimo prezzo che il progresso nel campo della catalisi e della polimerizzazione delle poliolefine ha dovuto pagare in termini di vite umane (ricordo tra altri il direttore Chini), come pure ricordo quanti cari amici e collaboratori ci hanno lasciato in questi ultimi anni. Oggi, molti dirigenti e tecnici sicuramente di grande valore stanno proseguendo con successo l'attività pionieristica del passato senza forse rendersi conto che la loro posizione è derivata dai sacrifici, dall'abnegazione e dalla capacità di molti del lontano passato. È con orgoglio che ricordo quei meravigliosi anni pionieristici, lieto di essere stato partecipe e parte attiva di una delle più grandi scoperte e sviluppo del secolo scorso.