DSM: chemie en polymeren (1930-2000)

a. De jaren 30 en 40

Cokesovengas
De kolen uit de Staatsmijn Maurits waren rijk aan bitumen. Daarom waren deze kolen niet geschikt als huishoudbrandstof, maar wél voor de verwerking tot cokes dat gebruikt werd in hoogovens en gieterijen. Er werd een grote cokesfabriek gebouwd die in 1929 in productie ging. Voor het koelen van de cokesfabriek werd gebruik gemaakt van Van Iterson-koeltorens, met hun kenmerkende hyperboloïde vorm die tot op de dag van vandaag wereldwijd worden gebruikt. Van Iterson (1877-1957) was een DSM-directeur die een grote rol speelde bij de ontwikkeling van DSM van mijnbedrijf naar chemisch bedrijf.
Bij de productie van cokes kwam cokesovengas vrij, dat de bron werd van diverse bijproducten. Deze diversificatie was bewust beleid van DSM, aangezien de financiële resultaten van de mijnbouw nogal mager waren, terwijl het gebruik van cokesovengas als stadsgas in omliggende gemeenten onvoldoende afzet bood. De eerste vorm van diversificatie betrof de productie op grote schaal van stikstofhoudende kunstmest.

Kunstmest
Een belangrijk tussenproduct voor kunstmest is ammoniak, dat al sinds het midden van de negentiende eeuw door de stadsgas  en cokesindustrieën uit gas werd geproduceerd. Vanaf 1930 produceerde DSM uit ammoniak en zwavelzuur de meststof ammoniumsulfaat. Daarbij werd gebruik gemaakt van een nieuwe technologie – het Linde-proces – om bij lage temperatuur waterstof vrij te maken uit cokesovengas. Volgens het Haber-Bosch-proces werd vervolgens uit die waterstof en stikstof uit de lucht ammoniak gemaakt. De ammoniumsulfaatfabriek heette het Stikstofbindingsbedrijf (SBB).
Al gauw kwam de verkoopprijs voor ammoniumsulfaat door overaanbod onder druk te staan. Daarom werd er een salpeterzuurfabriek bij gebouwd in combinatie met een fabriek waarin vanaf 1932 kalkammonsalpeter werd gemaakt; salpeterzuur is een noodzakelijk tussenproduct voor deze alternatieve meststof, die nog steeds gangbaar is in de landbouw in Noordwest-Europa.
DSM had dankzij kunstmest kennis verworven op het gebied van processen en werktuigbouw, plus chemische kennis.

Centraal Laboratorium
Onderzoek, waaronder de dagelijkse kwaliteits- en procescontrole, vond plaats in fabriekslaboratoria, maar in 1928 werd een deel van het onderzoek gecentraliseerd in het Centraal Laboratorium, waarmee werd meegegaan met een trend in de chemische industrie om grote, onafhankelijke onderzoeksafdelingen voor fundamenteel onderzoek op te richten. Tussen 1939 en 1959 werd de nieuwbouw voor het Centraal Laboratorium in fasen gerealiseerd naar een ontwerp van Fontein; deze gebouwen vormen nu nog het hart van de Chemelot Campus.

De DSM-leiding onderkende het belang van onderzoek voor de bloei van de onderneming; onderzoek was noodzakelijk om bij te blijven en om concurrenten het hoofd te bieden. Fundamenteel onderzoek richtte zich in eerste instantie onder meer op katalyse en kristallisatie. Katalyse was van belang voor de productie van ammoniak en salpeterzuur, kristallisatie was belangrijk bij de productie van ammoniumsulfaat. Ook werd aandacht besteed aan corrosie, een algemeen probleem in de chemische fabrieken.

Alcohol
Vanwege dalende kunstmestprijzen ging het DSM-management door op de weg naar verdere diversificatie. De eerstvolgende diversificatie betrof alcohol. Bij de productie van waterstof uit cokesovengas kwam namelijk een fractie etheen vrij. Tot dusver waren de fabrieken van DSM nog gebouwd op basis van aangekochte technologie, maar DSM ontwikkelde zelf een fabriek waarmee vanaf 1940 uit etheen van cokesovengas alcohol werd geproduceerd – een wereldprimeur. Deze fabriek bleef tot 1960 in bedrijf.

Mengmeststoffen
Een volgende diversificatie betrof mengmeststoffen, met name kunstmest die stikstof en fosfaat bevat. Daarvoor was fosfaathoudend gesteente nodig dat moest worden geïmporteerd. De fabriek was in 1941 klaar voor productie, maar kwam pas na de Tweede Wereldoorlog op gang. Een NPK-fabriek werd in 1949 in gebruik genomen; deze meststof bevat naast stikstof en fosfaat ook kali.

Ftaalzuuranhydride
Tussen 1951 en 1963 produceerde DSM ftaalzuuranhydride, gemaakt uit een bijproduct van de cokesfabriek, waarnaar na de Tweede Wereldoorlog veel vraag was vanuit de Nederlandse verfindustrie. De technologie voor de fabriek kocht DSM van een Amerikaanse aannemer; DSM wilde zich niet langer beperken tot eigen technologie.

b. Tweede Wereldoorlog

De eerste oorlogsjaren
Aan het begin van Tweede Wereldoorlog waren er in Zuid-Limburg twaalf mijnen: vier grote staatsmijnen, waaronder de Maurits, en acht veel kleinere particuliere. Er werkten in totaal 32.000 arbeiders. Gedurende de oorlog daalde de productie per arbeider met ruim eenkwart, het ziekteverzuim liep op van 8,5% in 1938 naar 25,4% in augustus 1944. Dit werd deels gecompenseerd door een toename van het aantal arbeiders naar 42.000 in 1943.

Eind 1941 werd verplichte zondagsarbeid ingevoerd om te kunnen voldoen aan de exorbitant hoge Duitse exporteisen. De mijnwerkers werden gepaaid met extra beloningen, maar weigerden aanvankelijk hun medewerking, totdat vierhonderd weigerachtige arbeiders naar de kolenmijnen in het Ruhrgebied werden gezonden – om een voorbeeld te stellen.

In 1941 werd eenkwart van de Zuid-Limburgse productie naar Duitsland geëxporteerd. Dit resulteerde in een steenkoolcrisis, die verergerde door de uitzonderlijk strenge winter van 1941-’42. Vooral gas-, water- en elektriciteitsbedrijven kregen kolen toegewezen en daardoor zat de burgerij een groot deel van de winter in de kou.

Niet alleen de steenkoolvoorziening had onder de bezetter te leiden, de productie van stikstofmeststoffen door het Stikstofbindingsbedrijf daalde tot minder dan de helft. De landbouwgronden raakten van jaar tot jaar verder uitgeput.

Het bombardement
In de nacht van 5 op 6 oktober 1942 wierpen Engelse bommenwerpers hun bommen af op de Staatsmijn Maurits en omgeving. De mijn werd getroffen en lag een week stil, waarna het nog zeven maanden duurde voordat de normale productie weer was bereikt. De meeste bommen kwamen echter in Geleen terecht, waarbij bijna honderd doden vielen en bijna drieduizend mensen hun woning verloren. Dit bombardement was een vergissing geweest, want het had moeten gaan om doelen in Duitsland.

De weigering
In augustus 1944 kreeg de Duitse chemische industrie een tekort aan ammoniak voor het vervaardigen van bommen en granaten. De Duitse bezetter eiste dat het Stikstofbindingsbedrijf de productie onmiddellijk volledig op ammoniak zou omschakelen. De directie van de Staatsmijnen weigerde medewerking. Directeuren, ingenieurs en technici moesten met hun gezinnen onderduiken. Op 1 september 1944 werd de grote gashouder van de cokesfabriek van de Staatsmijn Maurits door de RAF in brand geschoten, waarna de productie van ammoniak moest worden gestaakt.

De bevrijding (september 1944)
Vlak voor de bevrijding van Geleen op 18 september 1944 roofden de Duitsers onder meer de steenkoolvoorraden en de platina katalysatoren uit de salpeterzuurfabriek.

De Duitsers hadden geen tijd gehad om de mijnen onder water te laten lopen, zodat de steenkoolproductie snel kon worden hervat. Maar om verschillende redenen kwam de productie slecht op gang. De mijnwerkers waren fysiek uitgeput, er waren materiële tekorten aan bijvoorbeeld voedsel, mijnhout, kleding, schoeisel en mijnlampen. En er was veel arbeidsonrust. De mijnwerkers waren ontevreden toen bleek dat de directies leidinggevende personeelsleden, die zich vóór of tijdens de bezetting extra gehaat hadden gemaakt door hun ‘jaag- en aandrijf-systeem’ en ‘Feldwebel-vloeken-snauwmethodes’, de hand boven het hoofd hielden. Ook viel het slecht dat de zuivering die in de lagere rangen werd doorgevoerd, zich niet had uitgestrekt tot de directies.
Veel mijnwerkers gingen iets anders doen en een maand na de bevrijding werkten er slechts 15.000 mijnwerkers in de mijnen. Door gebrek aan transportmiddelen groeide evenwel de steenkoolvoorraad bij de mijnen, maar zat men in Noord-Brabant in de eerste maanden na de bevrijding in de kou.

Door de afsnijding van Noord-Nederland van de Zuid-Limburgse mijnen ontstonden tijdens de hongerwinter 1944-’45 grote tekorten aan huishoudbrandstof. De hongerwinter kan daarom met recht ook als ‘kou-winter’ worden aangeduid.

c. De jaren 50 en 60: expansie in chemie

Gedurende de jaren 50 en 60 investeerde het DSM-management zwaar in onderzoek. DSM moest bijblijven, anders zou de concurrentie een te grote voorsprong krijgen. Dit sloot aan bij de trend in de chemische en elektronische industrie. De onderzoeksactiviteiten werden tot ongekende schaal uitgebreid, waarbij de nadruk lag op wetenschappelijk en fundamenteel onderzoek. DSM zocht daarbij een balans tussen onafhankelijk onderzoek en de beperkingen die de context van een onderneming met zich meebrengen. De voorbeelden voor DSM waren DuPont, BASF en ICI, toen de koplopers in de chemie.

Het onderzoek richtte zich concreet op drie belangrijke onderwerpen, namelijk ureum (een kunstmest), caprolactam (een grondstof voor nylon, polyamide) en het aminozuur lysine. Bovendien begon DSM met de productie van polyetheen, EPDM synthetisch rubber en melamine. Daarbij bleef DSM nog lang afhankelijk van kolen als grondstof, want de omschakeling naar aardgas en olie bleek lastig te zijn. In de jaren zestig werd het cokesovengas als grondstof voor ammoniak vervangen door aardgas, dat in het Groningse Slochteren rijkelijk voorhanden bleek na de vondst, op 22 juli 1959, in het bietenveld van boer Boon.

Ureum
Ureum wordt gemaakt van kooldioxide en ammoniak. Het is een meststof, die ook kan dienen als grondstof voor kunststoffen en harsen. BASF startte in 1922 de eerste ureumfabriek, bij DSM werd de eerste ureumfabriek pas in 1952 opgestart. Problemen bij de ureumproductie waren corrosie en de grote hoeveelheid afgassen. Het Centraal Laboratorium ontwikkelde op basis van fundamenteel onderzoek een nieuw ureumproces, waarbij beide problemen goeddeels werden verholpen. Toen DSM in 1967 een tweede ureumfabriek in gebruik nam, was het bedrijf wereldwijd technologisch leider op het gebied van ureum. De technologie werd daarna via DSM’s kennisdochter Stamicarbon wereldwijd gelicenceerd (in 2009 werd Stamicarbon verkocht aan Maire Tecnimont).
Het onderzoek naar ureum had vooral betrekking op het vinden van een efficiënt industrieel ontwerp.

Caprolactam
Het DSM-management besloot om zich te richten op de ontwikkeling van een grondstof voor synthetische vezels. De keuze viel op caprolactam, een grondstof voor polyamide (PA), een voor DSM nieuw product voor een nieuwe – aantrekkelijke – markt. Er zijn verschillende soorten polyamiden en in 1938 was DuPont begonnen met de productie van een polyamide onder de merknaam Nylon, die inmiddels tot soortnaam is verworden, IG Farben volgde korte tijd later. Het Centraal Laboratorium baseerde caprolactam op het Duitse proces – de kennis daarover kwam na de Tweede Wereldoorlog voor DSM beschikbaar via de IG Farben-patenten in het kader van herstelbetalingen –, maar moest zelf nog de nodige problemen oplossen. Het proces begon met fenol, dat vrijkwam uit cokesovengas. De keuze voor caprolactam werd dus ingegeven door de beschikbaarheid van de grondstof, al was de hoeveelheid onvoldoende. Fenol werd daarom (ook) elders geproduceerd.
Voor het caprolactamproces werd een cycloon ontwikkeld, vergelijkbaar met een cycloon die eind jaren 30 was ontwikkeld voor het scheiden van steenkool en stenen. Kennis uit de mijnbouw kwam zo van pas in de chemie. Ook werd gebruik gemaakt van kennis over katalysatoren die in de kunstmestfabricage was opgedaan en kennis over organische chemie die met het alcoholproces was verworven.
De caprolactamfabriek werd in 1952 opgestart. Daarna werd intensief gewerkt aan verbetering van het productieproces, waarbij met name in de jaren 70 veel aandacht werd besteed aan de reductie van het bijproduct ammoniumsulfaat. Bij de productie van caprolactam kwamen namelijk grote hoeveelheden ammoniumsulfaat vrij, die steeds lastiger konden worden verkocht. Het onderzoek resulteerde in het HPO-proces (hydroxylamine phosfaat oxime). De hoeveelheid ammoniumsulfaat kon drastisch worden gereduceerd. Het onderzoek was al in 1965 begonnen, maar het duurde tot 1977 voordat DSM de HPO-fabriek opstartte. Die tijd was nodig om problemen op te lossen met het chemisch proces, katalysatoren, reactoren en de opschaling.

Ureum en caprolactam zijn voorbeelden van ‘technology push’ en het betreden van snelgroeiende markten. Het onderzoek naar caprolactam had vooral betrekking op het vinden van de beste routes naar eindproducten en/of tussenproducten. De afzet van caprolactam verliep vrijwel geheel via het Nederlandse bedrijf AKU (Algemene Kunstzijde Unie, een voorloper van het huidige AKZO Nobel), waarmee DSM een wederzijds exclusieve afname-overeenkomst had afgesloten.

Polyetheen
Polyetheen (PE) werd in 1933 door Reginald Gibson van ICI ontdekt, waarbij etheen onder zeer hoge druk werd gepolymeriseerd. In 1953 ontdekte Karl Ziegler (1898-1973) van het Max Planck Institut für Kohlenforschung een tweede polyetheenproces, waarbij etheen met behulp van een katalysator bij atmosferische druk polymeriseerde. Het ICI-proces leverde LDPE (‘low-density’ polyetheen oftwel hogedruk-PE), het Ziegler-proces leverde HDPE (‘high-density’ polyetheen, oftewel lagedruk-PE).
DSM beschikte over etheen uit cokesovengas, dat werd gebruik voor de alcoholfabricage. In 1957 besloot het DSM-management om zowel het ICI- als het Ziegler-proces te ontwikkelen, waarbij aan LDPE prioriteit werd gegeven, want de LDPE-markt in de jaren 50 was ‘booming’.

De LDPE-fabriek werd in 1959 opgestart op basis van beproefde technologie, aangekocht van ICI en Spencer Chemical Company. Spoedig werden enkele fabrieken bijgebouwd om de marktvraag bij te houden. Het Centraal Laboratorium legde zich toe op onderzoek naar de toepassing van het product. Door de vele toepassingen van plastic werd de algemene levensstandaard aanzienlijk verbeterd.
Ook werd gewerkt aan het veiliger en betrouwbaarder maken van het productieproces, en aan lagere productiekosten. Bijvoorbeeld in 1970 vonden in de LDPE-fabrieken 53 decomps, een soort storingen, plaats. Daarbij kwam dikwijls poeder vrij dat de omgeving met stof bedekte. Niet leuk voor de bewoners van het nabijgelegen woonwagenkamp. Zigeunerkoning Koko Petalo meende bovendien dat zijn Stradivarius door de explosies van de muur was gevallen. Een hoop heisa, maar na een goed gesprek keerde de rust terug.

De hoeveelheid etheen uit cokesovengas was op enig moment onvoldoende en in 1961 werd een naftakraker in gebruik genomen – een mijlpaal want voor het eerst gebruikte DSM geen grondstof op basis van steenkool.

Voordat het Ziegler-proces kon worden toegepast, moest het Centraal Laboratorium verder onderzoek verrichten, met name naar katalysatoren, corrosie, de zuivering van grondstoffen en analysemethoden. In 1962 werd de HDPE-fabriek opgestart, grotendeels gebaseerd op nieuwe DSM-technologie.

DSM combineerde bestaande kennis over caprolactam en kunstmest met nieuwe kennis over toepassingen en polymeren om vrijwel gelijktijdig LDPE en HDPE te ontwikkelen. Deze kennis werd verbreed naar polyolefinen, waaronder synthetische rubbers en andere (co)polymeren.

EPDM synthetisch rubber
Giulio Natta (1903-1979) van de Milan Polytechnic had ontdekt dat ‘Ziegler-achtige’ katalysatoren ook konden worden gebruikt om polypropeen (PP) en synthetische rubbers te maken. DSM beschikte over propeen uit cokesovengas of uit de naftakraker, maar had moeite om een productieproces voor polypropeen te ontwikkelen dat geen inbreuk maakte op Natta’s patenten (DSM begon pas in 1977 met de productie van polypropeen).
Synthetisch rubber (oftewel elastomeren) is een copolymeer van verschillende monomeren. Op basis van de HDPE-kennis ontwikkelde DSM de synthetische rubber EPDM, die was opgebouwd uit etheen, propeen en dicyclopentadieen (DCPD) en die een breed toepassingsgebied had. Voor het laatstgenoemde monomeer (DCPD) verwierf DSM een licentie van het Britse bedrijf Dunlop. In 1967 werd de EPDM-fabriek opgestart, toen de eerste in Europa. De EPDM-fabriek wordt overigens doorgaans EPT-fabriek genoemd, waarbij de ‘T’ staat voor ‘derde (tertiair) bestanddeel’. Aanvankelijk moesten de problemen met verstoppingen in de fabriek worden opgelost. In de jaren 70 groeide DSM (met de merknaam Keltan) uit tot een van de grootste producenten van synthetische rubbers in de wereld, met vele toepassingen in de bouw en de automobielindustrie.
Ziegler en Natta ontvingen in 1963 samen de Nobelprijs voor de Scheikunde.

Melamine
Polyetheen, polypropeen en synthetisch rubber zijn zgn. thermoplasten: kunststoffen die bij hoge temperatuur zacht worden. Een ander type kunststoffen betreft thermoharders, die bij hoge temperatuur hard blijven. In de jaren 20 produceerde Bakelite de kunsthars bakeliet uit fenol en formaldehyde, een thermoharder. In 1936 begon het Zwitserse bedrijf CIBA met de productie van de kunsthars melamine, gevolgd door onder andere American Cyanamid. Melamine werd onder meer toegepast voor laminaat op tafels en toonbanken. Het Centraal Laboratorium ontwikkelde zelf een melamineproces op basis van het productieproces van American Cyanamid, waarbij ureum als grondstof werd gebruikt – dus wederom een diversificatie op basis van beschikbare grondstof. En een voorbeeld van een productieproces waarvoor DSM de kennis aankocht en vervolgens zelf verbeterde. DSM vestigde hiervoor een patent. Ondertussen had American Cyanamid zich uit het melamine-onderzoek teruggetrokken en het patent aan CIBA overgedragen. DSM verwierf in 1963 een licentie voor dit patent. In 1967 werd de melaminefabriek opgestart, een van de eerste in de wereld waarbij melamine op industriële schaal uit ureum werd geproduceerd.

Met caprolactam, polyetheen, EPDM en melamine had DSM zich getransformeerd van kunstmestfabrikant naar chemieconcern. Inmiddels zijn kunstmest, polyetheen, EPDM en melamine door DSM overgedragen aan andere bedrijven, waarover later meer.

Lysine
Niet alle ontwikkelingen waren zo succesvol. Een analyse in de jaren 70 had uitgewezen dat DSM in de periode 1950-1975 even veel geld had gestoken in mislukte ontwikkelingen als in successen. Een ‘blessing in disguise’ is lysine, aangezien dit de basis schiep voor verdere diversificatie van DSM in de fijnchemie. Lysine is een aminozuur dat mens en dier vrijwel alleen uit dierlijke bronnen kan opnemen; ook soja bevat lysine. De toepassing van lysine als voedingssupplement leek interessant en daarom richtte het Centraal Laboratorium zich in 1957 op dit aminozuur. Caprolactam werd als grondstof gebruikt – opnieuw een diversificatie op basis van beschikbare grondstof en ‘technology push’. In 1958 vestigde DSM een patent, maar verder onderzoek was noodzakelijk, met name naar het scheiden van zgn. ‘chirale moleculen’ (moleculen die elkaars spiegelbeeld zijn, zoals de linker- en rechterhand, maar waarvan één de werkzame stof is en de ander niet werkzaam is of zelfs nadelige effecten heeft). Lysine werd onder meer getest in brood en op proefdieren die nabij het Centraal Laboratorium werden gehouden.

In 1968 werd de lysinefabriek opgestart, maar toen was inmiddels duidelijk geworden dat er voor dit product geen markt van betekenis was, aangezien door middel van biotechnologie de scheiding van de chirale moleculen eenvoudiger kon worden bereikt dan langs de chemische route die DSM was ingeslagen. De productiekosten bleken hoger dan verwacht en de winsten juist lager. Om de verliezen te beperken werd de fabriek na zes maanden stilgelegd. Dit was een traumatische en kostbare ervaring. Wel had DSM enige kennis op het gebied van fijnchemie ontwikkeld, die voortbouwde op bestaande kennis rond caprolactam en die bijvoorbeeld in de zoetstof aspartaam zijn vervolg kreeg.

d. De jaren 70: de grote sprong voorwaarts

In de jaren 70 waren de mijnen inmiddels gesloten. Zaken als stijgende arbeidskosten, veiligheid en milieuverontreiniging speelden een steeds grotere rol. De winstgevendheid stond onder druk. Op onderzoek, met name fundamenteel onderzoek, werd fors bezuinigd – mede ingegeven door het debacle met lysine, maar ook volgens de trend in de chemische industrie.

Vraaggestuurde diversificatie
Het DSM-management koos ervoor om op het fundament van de chemische activiteiten uit de jaren 50 en 60 “de grote sprong voorwaarts” te maken. In dat kader zette DSM in op vraaggestuurde diversificatie via het verwerven van technologie of bedrijven. Marktontwikkelingen werden voortaan betrokken in de afweging om een fabriek te bouwen. DSM begon met de productie van acrylonitril (grondstof voor de acrylvezels, 1969) en de kunststoffen PVC (polyvinylchloride, 1972), PP (polypropeen, 1977) en ABS (acrylonitril-butadieen-styreen, 1974). De fabrieken werden gebouwd op basis van aangekochte technologie, die door DSM werd verbeterd. De afzet van kunststoffen groeide sterk en daarom werden in de jaren 70 twee nieuwe krakers gebouwd (naftakraker 3 en 4).
In 1976 werd het Centraal Laboratorium omgedoopt in CRO (Concerndienst Research en Octrooien) en in 1985 tot DSM Research.

Fijnchemie
Het lysine-onderzoek in de jaren 60 werd de basis voor DSM’s activiteiten in de fijnchemie. Deze verzameling producten wordt onder meer toegepast voor voedingsingrediënten, geneesmiddelen en landbouwchemicaliën. Fijnchemie houdt het midden tussen speciale producten (kleine productie-installaties voor meerdere producten) en bulkchemie (grote fabrieken voor één product). De ontwikkeling resulteerde in de productie van onder meer benzaldehyde (voor smaakstoffen, 1972), fenylglycine (een aminozuur voor geneesmiddelen, 1972), pyridine (uit acrylonitril voor landbouwchemicaliën, 1977), alpha-picoline (voor landbouwchemicaliën, 1977) en aminozuren (in eerste instantie D-valine, 1988). Daarbij werd ook gebruik gemaakt van biotechnologie, oftewel het gebruik van enzymen als katalysatoren voor chemisch processen.
Ondanks deze positieve ontwikkelingen bleef fijnchemie een niche in de DSM-omzet. De productie van alpha-picoline werd in 2010 beëindigd.

Waterzuivering
Het onderzoek in de jaren 70 richtte zich ook op het milieu, met name op de gevolgen van de chemie voor de waterkwaliteit van de Maas. Al in de jaren 60 had DSM een waterzuiveringsinstallatie gebouwd, de Pasveersloot (bij Stein). In 1977 werd (bij Meers) een nieuwe waterzuiveringsinstallatie in gebruik genomen. Het microbiologisch onderzoek dat aan deze installatie ten grondslag lag vormde de basis voor verder onderzoek in de biotechnologie.
Daarnaast werden maatregelen genomen om de door stikstofoxiden veroorzaakte en van ver zichtbare bruine pluim boven de locatie te reduceren. Deze stikstofoxiden kwamen met name vrij uit de salpeterzuurfabriek.

Ureum en melamine
Problemen met corrosie waren aanleiding om de productie van ureum en melamine te combineren (1970). Tweemaal was er een oliecrisis, waardoor het voor olieproducerende landen aantrekkelijk werd om toe te treden tot de chemische industrie, met name ureum (als meststof). DSM concentreerde zich meer en meer op de Westeuropese kunstmestmarkt, waar amper ureum werd afgezet.

e. De jaren 80: naar producten met hoge toegevoegde waarde

Na 1980 streefde het DSM-management naar consolidatie en rationalisatie in de bulkchemie en naar groei in kennisintensieve producten met een hoge winstgevendheid. In 1982 leed DSM voor het eerst in zijn geschiedenis een groot verlies. Bovendien was de groei bij de bulkchemicaliën eruit. Onderzoeksbudgetten werden gesnoeid en het aantal onderzoekers werd verkleind. Pas nadat DSM van dit verlies herstelde, kon innovatief onderzoek van de grond komen. Dit onderzoek richtte zich op biotechnologie en materialen, met name Dyneema, aspartaam en engineering plastics.

Dyneema
Het principe achter Dyneema, een ijzersterke vezel, werd omstreeks 1963 bij toeval ontdekt. DSM-onderzoekers gebruikten een roerwerk om een polyetheenoplossing van gelijkmatige temperatuur te verkrijgen. Op de roerders vormden zich polyetheenkristallen. Verder onderzoek leidde tot polyetheenvezels: Dyneema. Men wist echter niet hoe men die vezels moest toepassen en er was geen proces waarmee het op industriële schaal geproduceerd kon worden. In 1979 vroeg DSM een patent aan voor een spinproces, maar het ontbrak aan voldoende kennis over spinnen, de ontwikkeling van toepassingen en marketing. Er werd een partner gezocht die wél over deze kennis beschikte: het Japanse bedrijf Toyobo, waarmee in 1986 een joint venture werd aangegaan. Ondertussen had het Amerikaanse bedrijf Allied Signal op basis van een licentie van DSM zelf een spinprocédé ontwikkeld. In 1990 startte de productie van Dyneema op industrieterrein De Beitel bij Heerlen, terwijl voor de grondstof UHMwPE (ultrahoogmoleculair polyetheen) een fabriek in Geleen werd gestart. Toyobo verkocht de vezel voornamelijk in het Verre Oosten, Nieuw-Zeeland en Australië, Allied vooral in de Verenigde Staten en DSM in de rest van de wereld.
Dyneema is een sterke, stijve, lichte vezel, bestand tegen UV-straling en vele chemicaliën. Het bleek geschikt te zijn om andere materialen in bestaande toepassingen te vervangen. Toen de fabriek startte werden drie markten onderscheiden: touwen en kabels, bescherming tegen kogels en in composieten (bv. helmen, tennisrackets en skis).
Dyneema vond ook toepassing in andere markten en werd een succesverhaal.

Aspartaam
De kans deed zich voor dat DSM aspartaam kon produceren, een zoetstof die ongeveer 200 keer zo zoet is als bietsuiker, maar met minder calorieën. Aspartaam was in 1965 ontdekt door het Amerikaanse bedrijf Searle. Het kostte veel moeite om het product als voedingsingrediënt goedgekeurd te krijgen, aangezien er twijfel was over de veiligheid. Frankrijk was het eerste land dat in 1979 het product toeliet. Searle (vanaf 1985 Monsanto) verkocht aspartaam daarna onder de naam NutraSweet, dat vooral in frisdranken werd toegepast. Searle had het product in vele toepassingen met patenten beschermd.
DSM had sinds 1966 ook aan aspartaam gewerkt als onderdeel van het lysine-onderzoek en in 1972 een aspartaamproces gepatenteerd. Het product bestond uit zgn. ‘chirale moleculen’, moleculen die elkaars spiegelbeeld zijn, maar waarvan één zoet smaakte en de ander bitter. In 1985 ging DSM een joint venture aan met het Japanse bedrijf Tosoh onder de naam Holland Sweetener Company. Tosoh had een methode gevonden om met behulp van een enzym alleen de zoete fractie van aspartaam te produceren – evenals bij lysine won de biotechnologie van de chemie. In 1988 werd in Geleen een fabriek opgestart nadat het patent van Searle voor de Europese markt was verlopen.
In 2006 werd de productie van aspartaam beëindigd als gevolg van hevige concurrentie uit Azië, met name China – aspartaam was een ‘commodity’ geworden.

Andeno
In 1987 nam DSM het fijnchemisch bedrijf Andeno in Venlo over van Océ-Van der Grinten. Sindsdien is de geschiedenis van DSM niet langer beperkt tot het Geleense. Er volgden meer overnames (buiten Geleen), bijvoorbeeld Gist-Brocades (1998), Catalytica Pharmaceuticals (2000), de divisie Roche Vitamins and Fine Chemicals (2003), NeoResins (2005), Martek BioSciences (2011) en Verenium (2012).

Stanyl
In de jaren 80 richtte het onderzoek in de bulkchemie zich op energie-efficiëntie en lager grondstoffengebruik. Ook werd veel onderzoek gedaan naar alternatieve productieprocessen, voor caprolactam, ammoniumsulfaat en melamine. Het bleek echter niet rendabel om deze processen in bestaande fabrieken toe te passen of om bestaande fabriek te vervangen.
Een diversificatie op basis van acrylonitril was de ontwikkeling van nylon 4.6 onder de naam Stanyl. Dit type nylon is bestand tegen hoge temperaturen en is stootvast. Commerciële productie startte in 1990. Deze engineering plastic werd vooral in elektronica toegepast. In vergelijking met caprolactam is Stanyl geen grondstof voor nylon, maar een nylon op zich.

Carbolim
In 1985 gingen Air Liquide en ACP een joint venture aan: Carbolim, naast DSM het eerste “derde” bedrijf op de locatie. De samenwerking betrof een CO2-productieplant in Geleen, deze CO2 is een bijproduct van de ammoniaksynthese. De kooldioxide wordt onder meer toegepast in frisdranken en mineraalwater, voor het inertisering van tanken en processen, voor de groeistimulatie van planten in kassen en voor de foaming van kunststoffen. Naderhand werd de productiecapaciteit uitgebreid.

Eerste desinvestering: LVM
In 1988 verkocht DSM de PVC-fabriek onder de naam Limburgse Vinyl Maatschappij (LVM) aan het Belgische bedrijf Tessenderlo Chemie – de eerste in een reeks desinvesteringen die doorloopt tot 2011. Deze transactie hield verband met de maatschappelijke weerstand die tegen PVC was gerezen na problemen met dioxine-emissies uit PVC-afval in vuilverbrandingsinstallaties.
In 2011 werd de PVC-activiteiten van Tessenderlo Chemie overgenomen door het Britse bedrijf INEOS ChlorVinyls.

DSM beursgenoteerd
In 1989 was DSM niet langer een staatsbedrijf, maar werd het een beursgenoteerde onderneming – in 1996 verkocht de Staat haar laatste aandelen DSM.

f. De jaren 90: focus en internationalisatie

In het begin van jaren 90 verkeerde DSM in economisch zwaar weer. Gedurende 1991-1995 liep het programma Concern 2000, dat zou leiden tot decentralisatie en het afstoten van niet-kerntaken. Dit resulteerde in een personeelsreductie (voor heel DSM) van 24.800 naar 17.600 medewerkers.
In 1991 DSM droeg de poederverven over aan AKZO, terwijl AKZO een aantal engineering plastics aan DSM overdroeg.

In Geleen werden door DSM slechts op bescheiden schaal nieuwe activiteiten gestart. In 1993 startte DSM een fabriek waar SMA (styrene-maleic anhydride) werd geproduceerd, maar die in 1997 alweer werd stilgelegd in verband met de geringe schaalgrootte van de activiteit. In 2006 werd de fabriek overgenomen door het pasgestarte bedrijf Polyscope Polymers, voor wie de schaalgrootte geheel anders lag. SMA wordt onder meer in de automobiel- en papierindustrie afgezet.

Het DSM-terrein in Geleen was een geïntegreerd chemisch complex, wat mogelijkheden bood om de benodigde utilities – stroom, stoom, gassen – gezamenlijk te produceren, terwijl reststromen tussen fabrieken werden uitgewisseld. Dit geldt tot op heden, maar tot 1996 werden de utilities door DSM zelf geproduceerd. In dat jaar werden deze activiteiten overgedragen van DSM Utilities op EdeA, een dochteronderneming van de regionale elektriciteitsmaatschappij (indertijd PLEM, tegenwoordig Essent).
Binnen tien jaar werden ook andere diensten overgedragen. Bijvoorbeeld onderhoud aan Stork en GTI (nu Cofely), het interne spoorwegvervoer aan DB Schenker, het laboratorium Polychemlab (vooral monsteranalyse ten behoeve van kwaliteitscontrole) aan het Britse bedrijf Intertek, de op- en overslag (vooral van meststoffen) in de haven Stein aan Wessem Port Services en de centrale afvalverwerking (CBA) aan Van Gansewinkel. De bedrijfsbrandweer (opgericht in 1925), de beveiliging, de algemene infrastructuur (wegen, spoorwegen, kolommenbanen, rioleringen) en afvalwaterzuivering werden voortgezet door Sitech Services (sinds 2009).

In 1996 gingen DSM en ExxonMobil onder de naam DEXPlastomers een joint venture aan, waarbij ExxonMobil de technologie leverde en DSM een HDPE-fabriek. Dit bedrijf produceert sinds 1997 LLDPE (lineair lagedichtheidpolyethyleen, oftewel plastomeren), wat het midden houdt tussen polyolefinen (PE/PP) en synthetische rubbers en dat onder meer in verpakkingen wordt toegepast.

DSM Research zocht in de jaren 90 steeds vaker samenwerking met universiteiten in binnen- en buitenland. In 1997 werd door de industrie en universiteiten het Dutch Polymer Institute te Eindhoven opgericht voor pre-competitief onderzoek naar polymeren. Hiermee werd het onderzoek door DSM verbreed naar fundamenteel onderzoek, bijvoorbeeld naar een nieuwe generatie katalysatoren voor polyolefinen. Ook ging DSM steeds meer onderzoek verrichten in samenwerking met andere bedrijven – open innovatie.
De basis daarvoor was kennis over katalysetechnologie, procestechnologie en producttechnologie.

In 1998 formuleerde het DSM-management een nieuwe strategie, waarbij de focus kwam te liggen op materials & life science-producten, oftewel een verschuiving richting minder cyclische activiteiten. De (bulk)producten die in Geleen werden geproduceerd werden geclusterd in “Polymers & Industrial Chemicals” en voorzien van het strategische motto ‘actively maintain’ (actief handhaven).

In 1999 werd de ABS-fabriek in Geleen verkocht aan BASF, die de productie enkele jaren later beëindigde.