Polyetyleenimiiniä käytetään monissa tuotteissa, kuten pesuaineissa, liimoissa, vedenkäsittelyaineissa ja kosmetiikassa. Koska PEI kykenee muokkaamaan selluloosakuitujen pintaa, sitä käytetään märkälujuusaineena paperinvalmistusprosessissa. Sitä käytetään myös flokkulointiaineena piidioksidiliuosten kanssa ja kelatoivana aineena, jolla on kyky kompleksoida metalli-ioneja, kuten sinkkiä ja zirkoniumia. PEI:llä on myös muita hyvin erikoistuneita sovelluksia:
BiologiaEdit
PEI:llä on useita käyttötarkoituksia laboratoriobiologiassa, erityisesti kudosviljelyssä, mutta se on myös myrkyllistä soluille, jos sitä käytetään liikaa. Myrkyllisyys tapahtuu kahdella eri mekanismilla, solukalvon rikkoutumisella, joka johtaa nekroottiseen solukuolemaan (välitön) ja mitokondriokalvon rikkoutumisella sisäistämisen jälkeen, joka johtaa apoptoosiin (viivästynyt).
Kiinnittymisen edistäjäToiminnanto
Polyetyleeniimiinejä käytetään soluviljelyssä heikosti ankkuroituvien solujen kiinnittymisen lisäämiseen. PEI on kationinen polymeeri; solujen negatiivisesti varautuneet ulkopinnat vetävät puoleensa PEI:llä päällystettyjä lautasia, mikä helpottaa vahvempaa kiinnittymistä solujen ja lautasen välille.
TransfektioreagenssiEdit
Poly(etyleenimiini) oli toinen löydetty polymeerinen transfektioaine poly-l-lysiinin jälkeen. PEI tiivistää DNA:n positiivisesti varautuneiksi partikkeleiksi, jotka sitoutuvat anionisiin solupinnan jäänteisiin ja tuodaan soluun endosytoosin kautta. Solun sisällä amiinien protonoituminen johtaa vastaionien virtaukseen ja osmoottisen potentiaalin alenemiseen. Osmoottinen paisuminen johtaa vesikkelin puhkeamiseen ja vapauttaa polymeeri-DNA-kompleksin (polypleksi) sytoplasmaan. Jos polypleksi purkautuu, DNA on vapaa diffundoitumaan tumaan.
Gramnegatiivisten bakteerien permeabilointi Muokkaa
Poly(etyleenimiini) on myös tehokas gramnegatiivisten bakteerien ulkokalvon permeabiloija.
CO2:n talteenottoMuokkaa
Coolin hiilidioksidin talteenottoon on käytetty sekä suoraketjuista että haarautunutta poly(etyleenimiini)-aineistoja ja niitä on käytetty usein huokoisilla materiaaleilla kyllästettynä. PEI-polymeerin ensimmäinen käyttö hiilidioksidin talteenotossa oli omistettu hiilidioksidin poiston parantamiseen avaruusalusten sovelluksissa, jotka oli kyllästetty polymeerisen matriisin päälle. Tämän jälkeen tukiaineeksi vaihdettiin MCM-41, joka on kuusikulmainen mesorakenteinen piidioksidi, ja suuria määriä PEI:tä pidettiin niin sanottuun ”molekyylikoriin”. MCM-41-PEI-adsorbenttimateriaalit johtivat suurempaan CO2-adsorptiokapasiteettiin kuin irtotavarana oleva PEI tai MCM-41-materiaali erikseen tarkasteltuna. Kirjoittajat väittävät, että tässä tapauksessa tapahtuu synerginen vaikutus, joka johtuu PEI:n suuresta dispersiosta materiaalin huokosrakenteen sisällä. Tämän parannuksen tuloksena kehitettiin jatkotöitä näiden materiaalien käyttäytymisen tutkimiseksi perusteellisemmin. Perusteellisissa töissä on keskitytty useiden MCM-41-PEI-materiaalien CO2-adsorptiokapasiteettiin sekä useiden MCM-41-PEI-materiaalien ja PEI-polymeerien CO2/O2- ja CO2/N2-adsorptioselektiivisyyteen. Myös PEI:n kyllästämistä on testattu erilaisilla alustoilla, kuten lasikuitumatriisilla ja monoliiteilla. Jotta palamisen jälkeisessä talteenotossa saavutettaisiin asianmukainen suorituskyky todellisissa olosuhteissa (miedot lämpötilat 45-75 °C:n välillä ja kosteuden läsnäolo), on kuitenkin käytettävä termisesti ja hydrotermisesti stabiileja piidioksidimateriaaleja, kuten SBA-15:tä, jolla on myös heksagonaalinen mesorakenne. Kosteutta ja todellisia olosuhteita on myös testattu käytettäessä PEI:llä kyllästettyjä materiaaleja CO2:n adsorboimiseksi ilmasta.
Edellinen vertailu PEI:n ja muiden aminopitoisten molekyylien välillä osoitti PEI:tä sisältävien näytteiden erinomaisen suorituskyvyn sykleillä. Lisäksi niiden CO2-imeytymisessä havaittiin vain vähäinen lasku, kun lämpötilaa nostettiin 25 °C:sta 100 °C:een, mikä osoittaa kemisorption suuren osuuden näiden kiinteiden aineiden adsorptiokapasiteetissa. Samasta syystä adsorptiokapasiteetti laimennetussa CO2:ssa oli jopa 90 prosenttia arvosta puhtaassa CO2:ssa, ja lisäksi havaittiin suuri ei-toivottu selektiivisyys SO2:n suhteen. Viime aikoina on tehty paljon työtä PEI:n diffuusion parantamiseksi käytetyn tukiaineen huokoisen rakenteen sisällä. PEI:n parempi dispersio ja korkeampi CO2-hyötysuhde (CO2/NH-molaarisuhde) saavutettiin kyllästämällä aiemmin kuvatun reitin mukaisesti templaattipeitteinen PE-MCM-41-materiaali kalsinoidun materiaalin täydellisten sylinterimäisten huokosten sijasta. Organosilaanien, kuten aminopropyylitrimetoksisilaanin, AP:n ja PEI:n, yhdistettyä käyttöä on myös tutkittu. Ensimmäisessä lähestymistavassa käytettiin niiden yhdistelmää huokoisten alustojen kyllästämiseen, jolloin saavutettiin nopeampi CO2-adsorptiokinetiikka ja suurempi stabiilisuus uudelleenkäyttösyklien aikana, mutta ei suurempia hyötysuhteita. Uudenlainen menetelmä on niin sanottu ”kaksoisfunktionalisointi”. Se perustuu sellaisten materiaalien kyllästämiseen, jotka on aiemmin funktionalisoitu siirtämällä (organosilaanien kovalenttinen sidos). Molemmilla tavoilla sisällytetyillä aminoryhmillä on ollut synergisiä vaikutuksia, ja niillä on saavutettu suuria hiilidioksidinottokykyjä, jopa 235 mg CO2/g (5,34 mmol CO2/g). Näille materiaaleille tutkittiin myös CO2:n adsorptiokinetiikkaa, ja ne osoittivat samanlaisia adsorptionopeuksia kuin kyllästetyt kiinteät aineet. Tämä on mielenkiintoinen havainto, kun otetaan huomioon pienempi huokostilavuus, joka on käytettävissä kaksoisfunktionaalisissa materiaaleissa. Näin ollen voidaan myös päätellä, että niiden suurempi hiilidioksidin imeytyminen ja tehokkuus verrattuna kyllästettyihin kiinteisiin aineisiin johtuu pikemminkin kahdella menetelmällä (varttaminen ja kyllästäminen) lisättyjen aminoryhmien synergiavaikutuksesta kuin nopeammasta adsorptiokinetiikasta.
Elektroniikan matalan työfunktion modifioijaEdit
Poly(etyleenimiini) ja poly(etyleenimiini) etoksyloitu (PEIE) on osoitettu tehokkaiksi matalan työfunktion modifioijiksi orgaanisessa elektroniikassa Zhou ja Kippelen et al. Se voisi universaalisti vähentää metallien, metallioksidien, johtavien polymeerien ja grafeenin työfunktiota ja niin edelleen. On erittäin tärkeää, että PEI:n tai PEIE:n modifioinnilla voitaisiin valmistaa liuoksessa käsiteltyä johtavaa polymeeriä, jolla on alhainen työstöominaisuus. Tämän löydön perusteella polymeerejä on käytetty laajalti orgaanisissa aurinkokennoissa, orgaanisissa valoa säteilevissä diodeissa, orgaanisissa kenttäefektitransistoreissa, perovskiittiaurinkokennoissa, perovskiittivaloa säteilevissä diodeissa, kvanttipisteaurinkokennoissa ja valoa säteilevissä diodeissa jne.
.