A polietilénimin sokféleképpen alkalmazható például mosószerekben, ragasztókban, vízkezelő szerekben és kozmetikumokban. A cellulózszálak felületét módosító képességének köszönhetően a PEI-t a papírgyártás során nedvességszilárdító szerként alkalmazzák. Használják továbbá kovasavas szolok flokkulálószereként és kelátképző anyagként is, amely képes fémionok, például cink és cirkónium komplexképzésére. Vannak más, igen speciális PEI-alkalmazások is:
BiológiaSzerkesztés
A PEI-nek számos felhasználási területe van a laboratóriumi biológiában, különösen a szövettenyésztésben, de túlzott használat esetén mérgező a sejtekre nézve. A toxicitás két különböző mechanizmuson keresztül történik, a sejtmembrán megbontása, ami nekrotikus sejthalálhoz vezet (azonnali) és a mitokondriális membrán megbontása az internalizáció után, ami apoptózishoz vezet (késleltetett).
Rögzülés elősegítőjeSzerkesztés
A polietilénimint a gyengén rögzülő sejtek sejtkultúrájában használják a rögzülés fokozására. A PEI egy kationos polimer; a sejtek negatív töltésű külső felületét vonzzák a PEI-vel bevont tányérok, elősegítve a sejtek és a tányér közötti erősebb kötődést.
Transzfekciós reagensSzerkesztés
A poli(etilénimin) volt a második felfedezett polimer transzfekciós szer a poli-l-lizin után. A PEI a DNS-t pozitív töltésű részecskékké kondenzálja, amelyek anionos sejtfelszíni maradékokhoz kötődnek, és endocitózis útján jutnak be a sejtbe. A sejt belsejében az aminok protonálódása ellenionok beáramlását és az ozmotikus potenciál csökkenését eredményezi. Az ozmotikus duzzadás következtében a vezikulum felszakad, és a polimer-DNS-komplexet (poliplex) a citoplazmába szabadítja. Ha a poliplex kicsomagolódik, akkor a DNS szabadon diffundálhat a sejtmagba.
Gram-negatív baktériumok permeabilizálásaSzerkesztés
A poli(etilénimin) a Gram-negatív baktériumok külső membránjának hatékony permeabilizálója is.
CO2-leválasztásSzerkesztés
A lineáris és elágazó polietilénimint is használták CO2-leválasztásra, gyakran porózus anyagokra impregnálva. A PEI polimer első CO2-leválasztásban történő felhasználását az űrhajók CO2-eltávolításának javítására szánták, polimer mátrixon átitatva. Ezt követően a hordozót MCM-41-re, egy hexagonális mezoszerkezetű szilícium-dioxidra cserélték, és nagy mennyiségű PEI-t tartottak vissza az úgynevezett “molekuláris kosárban”. Az MCM-41-PEI adszorbens anyagok nagyobb CO2-adszorpciós kapacitást eredményeztek, mint az ömlesztett PEI vagy az egyenként figyelembe vett MCM-41 anyag. A szerzők állítása szerint ebben az esetben szinergikus hatás érvényesül az anyag pórusszerkezetében a PEI nagyfokú diszperziója miatt. Ennek a javulásnak az eredményeképpen további munkákat dolgoztak ki ezen anyagok viselkedésének alaposabb tanulmányozására. Kimerítő munkák összpontosítottak több MCM-41-PEI anyag CO2-adszorpciós kapacitására, valamint a CO2/O2 és CO2/N2 adszorpciós szelektivitására PEI polimerekkel. A PEI impregnálást különböző hordozókon, például üvegszál mátrixon és monolitokon is vizsgálták. Ahhoz azonban, hogy az égés utáni leválasztás valós körülményei között (45-75 °C közötti enyhe hőmérséklet és nedvesség jelenléte) megfelelő teljesítményt érjünk el, hő- és hidrotermikusan stabil szilícium-dioxid anyagokat kell használni, mint például az SBA-15, amely szintén hexagonális mezoszerkezetet mutat. Nedvesség és valós körülmények között is vizsgálták a PEI-vel impregnált anyagok alkalmazását a levegőből származó CO2 adszorpciójára.
A PEI és más amino-tartalmú molekulák részletes összehasonlítása a PEI-tartalmú minták kiváló teljesítményét mutatta ki ciklusokkal. Emellett a hőmérséklet 25 °C-ról 100 °C-ra történő növelésekor csak kismértékű csökkenést regisztráltak a CO2-felvételükben, ami azt mutatja, hogy a kemiszorpció nagymértékben hozzájárul e szilárd anyagok adszorpciós kapacitásához. Ugyanezen okból a hígított CO2 alatti adszorpciós kapacitás a tiszta CO2 alatti érték akár 90%-át is elérte, és magas nem kívánt szelektivitás is megfigyelhető volt a SO2 felé. Az utóbbi időben számos erőfeszítést tettek annak érdekében, hogy javítsák a PEI diffúzióját az alkalmazott hordozó porózus szerkezetén belül. A PEI jobb diszperzióját és magasabb CO2-hatékonyságot (CO2/NH moláris arány) úgy értek el, hogy egy korábban leírt útvonalat követve a kalcinált anyag tökéletes hengeres pórusai helyett egy sablonos záródású PE-MCM-41 anyagot impregnáltak. A szerves szilánok, például az aminopropil-trimetoxiszilán, az AP és a PEI együttes alkalmazását is vizsgálták. Az első megközelítésben ezek kombinációját használták a porózus hordozók impregnálására, amivel gyorsabb CO2-adszorpciós kinetikát és nagyobb stabilitást értek el az újrahasznosítási ciklusok során, de nem értek el nagyobb hatásfokot. Újszerű módszer az úgynevezett “kettős funkcionalizálás”. Ez a korábban oltással (szerves szilánok kovalens kötése) funkcionalizált anyagok impregnálásán alapul. A mindkét úton beépített aminocsoportok szinergikus hatást mutattak, és magas, akár 235 mg CO2/g (5,34 mmol CO2/g) CO2-felvételt értek el. A CO2-adszorpciós kinetikát is vizsgálták ezeknél az anyagoknál, és hasonló adszorpciós sebességet mutattak, mint az impregnált szilárd anyagoknál. Ez érdekes eredmény, figyelembe véve a kettős funkcionalizációjú anyagok kisebb pórustérfogatát. Így az is megállapítható, hogy az impregnált szilárd anyagokhoz képest magasabb CO2-felvételük és hatékonyságuk inkább a két módszerrel (oltás és impregnálás) beépített aminocsoportok szinergikus hatásának tulajdonítható, mint a gyorsabb adszorpciós kinetikának.
Alacsony munkafunkciójú módosító az elektronikábanSzerkesztés
A poli(etilénimin) és a poli(etilénimin) etoxilált (PEIE) hatékony alacsony munkafunkciójú módosítóként mutatkozott be a szerves elektronikában Zhou és Kippelen et al. általánosan csökkentheti a fémek, fémoxidok, vezető polimerek és grafén stb. munkafunkcióját. Nagyon fontos, hogy a PEI vagy a PEIE módosításával alacsony munkafunkciójú, oldatban feldolgozott vezető polimer állítható elő. E felfedezés alapján a polimereket széles körben alkalmazták szerves napelemek, szerves fénykibocsátó diódák, szerves mezőhatású tranzisztorok, perovszkit napelemek, perovszkit fénykibocsátó diódák, kvantumpontos napelemek és fénykibocsátó diódák stb.
.