Polyethylenimin finder mange anvendelser i produkter som f.eks. rengøringsmidler, klæbemidler, vandbehandlingsmidler og kosmetik. På grund af dets evne til at modificere cellulosefibrenes overflade anvendes PEI som et vådstyrkemiddel i papirfremstillingsprocessen. Det anvendes også som flokkuleringsmiddel med silicasol og som et chelatdannende middel med evnen til at kompleksere metalioner som zink og zirconium. Der findes også andre højt specialiserede PEI-anvendelser:
BiologiRediger
PEI har en række anvendelser inden for laboratoriebiologi, især i vævskultur, men er også giftigt for cellerne, hvis det anvendes i for store mængder. Toksiciteten sker ved to forskellige mekanismer, forstyrrelse af cellemembranen, der fører til nekrotisk celledød (øjeblikkelig), og forstyrrelse af mitokondriemembranen efter internalisering, der fører til apoptose (forsinket).
VedhæftningsfremmereEdit
Polyethyleniminer anvendes i cellekultur af svagt forankrende celler for at øge vedhæftningen. PEI er en kationisk polymer; cellernes negativt ladede ydre overflader tiltrækkes til tallerkener belagt med PEI, hvilket letter stærkere vedhæftninger mellem cellerne og tallerkenen.
TransfektionsreagensRediger
Poly(ethylenimin) var det andet polymere transfektionsmiddel, der blev opdaget efter poly-l-lysin. PEI kondenserer DNA til positivt ladede partikler, som binder sig til anioniske celleoverfladerester og føres ind i cellen via endocytose. Når de er inde i cellen, resulterer protonering af aminerne i en tilstrømning af modioner og en sænkning af det osmotiske potentiale. Der opstår en osmotisk hævelse, som får vesiklen til at sprænge og frigør polymer-DNA-komplekset (polyplex) i cytoplasmaet. Hvis polyplexet pakker ud, kan DNA’et frit diffundere til kernen.
Permeabilisering af gramnegative bakterierRediger
Poly(ethylenimin) er også en effektiv permeabilisator af den ydre membran af gramnegative bakterier.
CO2-indfangningRediger
Både lineær og forgrenet polyethylenimin er blevet anvendt til CO2-indfangning, ofte imprægneret over porøse materialer. Den første anvendelse af PEI-polymerer til CO2-opsamling blev anvendt til at forbedre CO2-fjernelsen i rumfartøjer, som blev imprægneret over en polymermatrix. Derefter blev bærestoffet ændret til MCM-41, et hexagonalt mesostruktureret siliciumdioxid, og store mængder PEI blev tilbageholdt i den såkaldte “molekylære kurv”. MCM-41-PEI-adsorbentmaterialer førte til højere CO2-adsorptionskapaciteter end PEI i bulk eller MCM-41-materiale individuelt betragtet. Forfatterne hævder, at der i dette tilfælde sker en synergieffekt på grund af den høje PEI-dispersion i materialets porestruktur. Som følge af denne forbedring blev der iværksat yderligere arbejder for at undersøge disse materialers adfærd mere indgående. Der er blevet foretaget omfattende undersøgelser af CO2-adsorptionskapaciteten samt CO2/O2- og CO2/N2-adsorptionsselektiviteten for flere MCM-41-PEI-materialer med PEI-polymerer. Desuden er PEI-imprægnering blevet testet på forskellige bærestoffer som f.eks. en glasfibermatrix og monolitter. For at opnå en passende ydeevne under reelle forhold i forbindelse med opsamling efter forbrænding (milde temperaturer mellem 45-75 °C og tilstedeværelse af fugt) er det imidlertid nødvendigt at anvende termisk og hydrotermisk stabile silica-materialer såsom SBA-15, som også har en hexagonal mesostruktur. Fugt og virkelige forhold er også blevet testet ved anvendelse af PEI-imprægnerede materialer til adsorption af CO2 fra luften.
En detaljeret sammenligning mellem PEI og andre aminoholdige molekyler viste en fremragende præstation af PEI-holdige prøver med cyklusser. Der blev også kun registreret et lille fald i deres CO2-optagelse, når temperaturen øgedes fra 25 til 100 °C, hvilket viser et højt bidrag fra kemisorption til adsorptionskapaciteten af disse faste stoffer. Af samme grund var adsorptionskapaciteten under fortyndet CO2 op til 90 % af værdien under ren CO2, og der blev også observeret en høj uønsket selektivitet over for SO2. På det seneste er der gjort en stor indsats for at forbedre PEI-diffusionen i den anvendte bærers porøse struktur. En bedre dispersion af PEI og en højere CO2-effektivitet (CO2/NH-molforhold) blev opnået ved at imprægnere et PE-MCM-41-materiale med skabelonindlukket PE-MCM-41-materiale i stedet for perfekte cylindriske porer i et kalcineret materiale efter en tidligere beskrevet metode. Den kombinerede anvendelse af organosilaner såsom aminopropyl-trimethoxysilan, AP og PEI er også blevet undersøgt. Ved den første metode blev der anvendt en kombination af dem til imprægnering af porøse bærestoffer, hvorved der blev opnået hurtigere CO2-adsorptionskinetik og højere stabilitet under genanvendelsescyklusser, men ikke højere effektivitet. En ny metode er den såkaldte “dobbelt-funktionalisering”. Den er baseret på imprægnering af materialer, der tidligere er blevet funktionaliseret ved podning (kovalent binding af organosilaner). Aminogrupper, der er inkorporeret ad begge veje, har vist synergivirkninger og har givet et højt CO2-optag på op til 235 mg CO2/g (5,34 mmol CO2/g). CO2-adsorptionskinetikken blev også undersøgt for disse materialer og viste lignende adsorptionshastigheder som for imprægnerede faste stoffer. Dette er et interessant resultat, når man tager hensyn til det mindre porevolumen, der er til rådighed i dobbeltfunktionaliserede materialer. Det kan således også konkluderes, at deres højere CO2-optagelse og effektivitet sammenlignet med imprægnerede faste stoffer kan tilskrives en synergieffekt af de aminogrupper, der er inkorporeret ved to metoder (podning og imprægnering), snarere end en hurtigere adsorptionskinetik.
Modifikator med lav arbejdsfunktion til elektronikRediger
Poly(ethylenimin) og poly(ethylenimin) ethoxylat (PEIE) er blevet vist som effektive modifikatorer med lav arbejdsfunktion til organisk elektronik af Zhou og Kippelen et al. Det kunne universelt reducere arbejdsfunktionen af metaller, metaloxider, ledende polymerer og grafen m.v. Det er meget vigtigt, at der kan fremstilles en ledende polymer med lav arbejdsfunktion i opløsning ved hjælp af PEI- eller PEIE-modifikation. På baggrund af denne opdagelse er polymererne blevet anvendt i vid udstrækning til organiske solceller, organiske lysemitterende dioder, organiske felteffekttransistorer, perovskitsolceller, perovskitlysemitterende dioder, quantum-dot-solceller og lysemitterende dioder osv.