Polietylenoimina znajduje wiele zastosowań w takich produktach jak: detergenty, kleje, środki do uzdatniania wody i kosmetyki. Ze względu na zdolność do modyfikowania powierzchni włókien celulozowych, PEI jest stosowana jako środek zwiększający wytrzymałość na mokro w procesie produkcji papieru. Stosowany jest również jako środek flokulujący z zolami krzemionkowymi oraz jako czynnik chelatujący o zdolności kompleksowania jonów metali takich jak cynk i cyrkon. Istnieją również inne wysoko wyspecjalizowane zastosowania PEI:
BiologiaEdit
PEI ma wiele zastosowań w biologii laboratoryjnej, zwłaszcza w hodowli tkanek, ale jest również toksyczny dla komórek, jeśli jest stosowany w nadmiarze. Toksyczność odbywa się poprzez dwa różne mechanizmy, przerwanie błony komórkowej prowadzące do nekrotycznej śmierci komórki (natychmiastowe) oraz przerwanie błony mitochondrialnej po internalizacji prowadzące do apoptozy (opóźnione).
Promotor przyłączaniaEdit
Polietylenoiminy są stosowane w hodowli słabo zakotwiczonych komórek w celu zwiększenia przyłączania. PEI jest polimerem kationowym; ujemnie naładowane zewnętrzne powierzchnie komórek są przyciągane do naczyń pokrytych PEI, ułatwiając silniejsze przyłączenie komórek do płytki.
Odczynnik do transfekcjiEdit
Poly(etylenimina) była drugim, po poli-l-lizynie, odkrytym polimerowym środkiem do transfekcji. PEI kondensuje DNA w dodatnio naładowane cząsteczki, które wiążą się z anionowymi resztami powierzchni komórki i są wprowadzane do komórki na drodze endocytozy. Po dostaniu się do wnętrza komórki protonowanie amin powoduje napływ przeciwjonów i obniżenie potencjału osmotycznego. W wyniku pęcznienia osmotycznego pęcherzyk pęka i uwalnia kompleks polimer-DNA (polipleks) do cytoplazmy. Jeśli polipleks rozpakuje się, wówczas DNA może swobodnie dyfundować do jądra.
Permeabilizacja bakterii gram ujemnychEdit
Poly(etylenimina) jest również skutecznym permeabilizatorem zewnętrznej błony bakterii Gram ujemnych.
Wychwytywanie CO2Edit
Do wychwytywania CO2 zastosowano zarówno liniową, jak i rozgałęzioną polietyleniminę, często impregnowaną na materiałach porowatych. Pierwsze zastosowanie polimeru PEI w wychwytywaniu CO2 było poświęcone poprawie usuwania CO2 w statkach kosmicznych, impregnowanych na matrycy polimerowej. Następnie zmieniono podłoże na MCM-41, heksagonalną mezostrukturalną krzemionkę, a duże ilości PEI zostały zatrzymane w tzw. koszyku molekularnym. Materiały adsorbujące MCM-41-PEI wykazywały większe zdolności adsorpcyjne CO2 niż PEI luzem lub materiał MCM-41 rozpatrywany indywidualnie. Autorzy twierdzą, że w tym przypadku zachodzi efekt synergiczny wynikający z wysokiej dyspersji PEI wewnątrz struktury porowej materiału. W wyniku tego udoskonalenia powstały dalsze prace mające na celu bardziej dogłębne zbadanie zachowania się tych materiałów. Wyczerpujące prace dotyczyły pojemności adsorpcyjnej CO2, jak również selektywności adsorpcji CO2/O2 i CO2/N2 kilku materiałów MCM-41-PEI z polimerami PEI. Testowano również impregnację PEI na różnych nośnikach, takich jak matryca z włókna szklanego i monolity. Jednakże, aby uzyskać odpowiednią wydajność w rzeczywistych warunkach wychwytywania po spalaniu (łagodne temperatury pomiędzy 45-75 °C i obecność wilgoci), konieczne jest użycie stabilnych termicznie i hydrotermicznie materiałów krzemionkowych, takich jak SBA-15, który również posiada heksagonalną mezostrukturę. Wilgotność i warunki rzeczywiste zostały również przetestowane podczas używania materiałów impregnowanych PEI do adsorpcji CO2 z powietrza.
Szczegółowe porównanie PEI i innych cząsteczek zawierających aminokwasy wykazało doskonałą wydajność próbek zawierających PEI z cyklami. Ponadto, tylko niewielki spadek został zarejestrowany w ich absorpcji CO2 podczas zwiększania temperatury z 25 do 100 ° C, wykazując wysoki wkład chemisorpcji do pojemności adsorpcyjnej tych ciał stałych. Z tego samego powodu pojemność adsorpcyjna w warunkach rozcieńczonego CO2 wynosiła do 90% wartości w warunkach czystego CO2, a także zaobserwowano wysoką niepożądaną selektywność w stosunku do SO2. W ostatnim czasie wiele wysiłku włożono w poprawę dyfuzji PEI w porowatej strukturze stosowanego nośnika. Lepszą dyspersję PEI i wyższą wydajność CO2 (stosunek molowy CO2/NH) uzyskano impregnując materiał PE-MCM-41 o strukturze zamkniętej szablonowo, zamiast idealnych cylindrycznych porów materiału kalcynowanego, zgodnie z wcześniej opisaną drogą. Badano również łączne zastosowanie organosilanów, takich jak aminopropylotrimetoksysilan, AP, i PEI. W pierwszym podejściu zastosowano ich kombinację do impregnacji porowatych nośników, uzyskując szybszą kinetykę adsorpcji CO2 i większą stabilność podczas cykli reutylizacji, ale nie uzyskano wyższej wydajności. Nowatorską metodą jest tak zwana „podwójna funkcjonalizacja”. Polega ona na impregnacji materiałów uprzednio sfunkcjonalizowanych poprzez szczepienie (kowalencyjne wiązanie silanów organicznych). Grupy aminowe wprowadzone obiema drogami wykazały synergiczne działanie, osiągając wysoki pobór CO2, sięgający 235 mg CO2/g (5,34 mmol CO2/g). Zbadano również kinetykę adsorpcji CO2 dla tych materiałów, wykazując podobną szybkość adsorpcji jak w przypadku ciał stałych impregnowanych. Jest to interesujące odkrycie, biorąc pod uwagę mniejszą objętość porów dostępnych w materiałach podwójnie funkcjonalizowanych. Tak więc można również stwierdzić, że ich wyższy pobór CO2 i wydajność w porównaniu z impregnowanymi ciałami stałymi można przypisać raczej synergicznemu efektowi grup aminowych wprowadzonych dwiema metodami (szczepienie i impregnacja) niż szybszej kinetyce adsorpcji.
Modyfikator funkcji niskiej pracy dla elektronikiEdit
Poli(etylenimina) i poli(etylenimina) etoksylowana (PEIE) zostały wykazane przez Zhou i Kippelen et al. jako efektywne modyfikatory funkcji niskiej pracy dla organicznej elektroniki. Mogłyby one uniwersalnie zmniejszyć funkcję pracy metali, tlenków metali, polimerów przewodzących i grafenu, i tak dalej. Bardzo ważne jest, że polimer przewodzący o niskiej funkcji roboczej można wytworzyć poprzez modyfikację PEI lub PEIE. W oparciu o to odkrycie, polimery były szeroko stosowane w organicznych ogniwach słonecznych, organicznych diodach elektroluminescencyjnych, organicznych tranzystorach polowych, perowskitowych ogniwach słonecznych, perowskitowych diodach elektroluminescencyjnych, kwantowo-dotowych ogniwach słonecznych i diodach elektroluminescencyjnych itp.
.