Polyethylenimine nachází široké uplatnění ve výrobcích, jako jsou detergenty, lepidla, prostředky na úpravu vody a kosmetika. Díky své schopnosti modifikovat povrch celulózových vláken se PEI používá jako činidlo pro zvýšení pevnosti za mokra při výrobě papíru. Používá se také jako flokulační činidlo s křemičitými solemi a jako chelatační činidlo se schopností komplexovat ionty kovů, jako je zinek a zirkonium. Existují i další vysoce specializované aplikace PEI:
BiologieEdit
PEI má řadu využití v laboratorní biologii, zejména v tkáňových kulturách, ale při nadměrném použití je také toxický pro buňky. Toxicita se projevuje dvěma různými mechanismy, narušením buněčné membrány vedoucím k nekrotické smrti buňky (okamžité) a narušením mitochondriální membrány po internalizaci vedoucím k apoptóze (opožděné).
Attachment promoterEdit
Polyethyleniminy se používají v buněčných kulturách slabě ukotvených buněk ke zvýšení fixace. PEI je kationtový polymer; záporně nabité vnější povrchy buněk jsou přitahovány k miskám potaženým PEI, což usnadňuje silnější připojení mezi buňkami a destičkou.
Transfekční činidloEdit
Poly(ethylenimin) byl po poly-l-lysinu druhým objeveným polymerním transfekčním činidlem. PEI kondenzuje DNA do kladně nabitých částic, které se vážou na aniontové zbytky buněčného povrchu a endocytózou se dostávají do buňky. Po vstupu do buňky vede protonizace aminů k přílivu protiiontů a snížení osmotického potenciálu. Dochází k osmotickému bobtnání a prasknutí měchýřku, čímž se komplex polymer-DNA (polyplex) uvolní do cytoplazmy. Pokud se polyplex rozbalí, DNA může volně difundovat do jádra.
Permeabilizace gramnegativních bakteriíEdit
Poly(ethylenimin) je také účinný permeabilizátor vnější membrány gramnegativních bakterií.
Zachycování CO2Edit
Pro zachycování CO2 se používá lineární i větvený polyethylenimin, často impregnovaný přes porézní materiály. První použití polymeru PEI při zachycování CO2 bylo věnováno zlepšení odstraňování CO2 v aplikacích kosmických lodí, impregnovaného přes polymerní matrici. Poté byl nosič změněn na MCM-41, hexagonální mezostrukturovaný oxid křemičitý, a velké množství PEI bylo zachyceno v tzv. molekulárním koši. MCM-41-PEI adsorpční materiály vedly k vyšším adsorpčním kapacitám CO2 než objemový PEI nebo jednotlivě uvažovaný materiál MCM-41. Autoři tvrdí, že v tomto případě dochází k synergickému efektu díky vysoké disperzi PEI uvnitř pórové struktury materiálu. V důsledku tohoto zlepšení byly vypracovány další práce, jejichž cílem bylo podrobnější studium chování těchto materiálů. Vyčerpávající práce byly zaměřeny na adsorpční kapacitu CO2 a také na adsorpční selektivitu CO2/O2 a CO2/N2 několika materiálů MCM-41-PEI s polymery PEI. Rovněž byla testována impregnace PEI na různých nosičích, jako je matrice ze skleněných vláken a monolity. Pro odpovídající výkon v reálných podmínkách při zachycování po spalování (mírné teploty mezi 45-75 °C a přítomnost vlhkosti) je však nutné použít tepelně a hydrotermicky stabilní křemičité materiály, jako je SBA-15, který rovněž představuje hexagonální mezostrukturu. Vlhkost a reálné podmínky byly testovány také při použití materiálů impregnovaných PEI k adsorpci CO2 ze vzduchu.
Podrobné srovnání mezi PEI a dalšími molekulami obsahujícími aminy ukázalo vynikající výkonnost vzorků obsahujících PEI s cykly. Rovněž byl zaznamenán pouze mírný pokles jejich absorpce CO2 při zvýšení teploty z 25 na 100 °C, což ukazuje na vysoký podíl chemisorpce na adsorpční kapacitě těchto pevných látek. Ze stejného důvodu dosahovala adsorpční kapacita při zředěném CO2 až 90 % hodnoty při čistém CO2 a rovněž byla pozorována vysoká nežádoucí selektivita vůči SO2. V poslední době bylo vyvinuto mnoho úsilí s cílem zlepšit difúzi PEI v porézní struktuře použitého nosiče. Lepší dispergace PEI a vyšší účinnosti CO2 (molární poměr CO2/NH) bylo dosaženo impregnací šablonovitě uzavřeného materiálu PE-MCM-41 namísto dokonalých válcových pórů kalcinovaného materiálu, a to podle dříve popsané cesty. Bylo rovněž studováno kombinované použití organosilanů, jako je aminopropyl-trimethoxysilan, AP a PEI. První přístup použil jejich kombinaci k impregnaci porézních nosičů, čímž bylo dosaženo rychlejší kinetiky adsorpce CO2 a vyšší stability během cyklů opětovného využití, avšak bez vyšší účinnosti. Novou metodou je tzv. dvojitá funkcionalizace. Je založena na impregnaci materiálů předem funkcionalizovaných roubováním (kovalentní vazba organosilanů). Amino skupiny inkorporované oběma způsoby vykazují synergické účinky a dosahují vysokého příjmu CO2 až 235 mg CO2/g (5,34 mmol CO2/g). U těchto materiálů byla rovněž studována kinetika adsorpce CO2, která ukázala podobné rychlosti adsorpce jako u impregnovaných pevných látek. To je zajímavé zjištění, vezmeme-li v úvahu menší objem pórů, které jsou k dispozici u dvojitě funkcionalizovaných materiálů. Lze tedy také konstatovat, že jejich vyšší absorpci a účinnost CO2 ve srovnání s impregnovanými pevnými látkami lze přičíst spíše synergickému účinku aminoskupin inkorporovaných dvěma metodami (roubování a impregnace) než rychlejší adsorpční kinetice.
Modifikátor nízké pracovní funkce pro elektronikuEdit
Poly(ethylenimin) a poly(ethylenimin) ethoxylovaný (PEIE) se ukázaly jako účinné modifikátory nízké pracovní funkce pro organickou elektroniku Zhou a Kippelen et al. Mohly by univerzálně snížit pracovní funkci kovů, oxidů kovů, vodivých polymerů a grafenu atd. Je velmi důležité, aby bylo možné modifikací PEI nebo PEIE vyrobit roztokem zpracovaný vodivý polymer s nízkou pracovní funkcí. Na základě tohoto objevu byly polymery široce využívány pro organické solární články, organické světelné diody, organické tranzistory s polem, perovskitové solární články, perovskitové světelné diody, kvantové bodové solární články a světelné diody atd.
.