Polietilenoimina encontra muitas aplicações em produtos como: detergentes, adesivos, agentes de tratamento de água e cosméticos. Devido à sua capacidade de modificar a superfície das fibras de celulose, a PEI é empregada como agente de resistência à umidade no processo de fabricação do papel. Também é utilizado como agente floculante com sílica sols e como agente quelante com capacidade de complexar iões metálicos como o zinco e o zircónio. Há também outras aplicações altamente especializadas do PEI:
BiologyEdit
PEI tem uma série de usos em biologia de laboratório, especialmente cultura de tecidos, mas também é tóxico para as células se usado em excesso. A toxicidade é por dois mecanismos diferentes, a ruptura da membrana celular levando à morte celular necrótica (imediata) e a ruptura da membrana mitocondrial após a internação levando à apoptose (retardada).
Promoção de fixaçãoEdit
Polietilenoiminas são usadas na cultura celular de células de fraca ancoragem para aumentar a fixação. PEI é um polímero catiónico; as superfícies externas das células carregadas negativamente são atraídas para pratos revestidos em PEI, facilitando fixações mais fortes entre as células e a placa.
Reagente de transfecçãoEdit
Poly(ethylenimine) foi o segundo agente de transfecção polimérica descoberto, após a poli-l-lisina. O PEI condensa o DNA em partículas com carga positiva, que se ligam aos resíduos da superfície celular aniônica e são trazidas para a célula através da endocitose. Uma vez dentro da célula, a protonação das aminas resulta em um influxo de contra-íons e uma diminuição do potencial osmótico. O inchaço osmótico resulta e rebenta a vesícula libertando o complexo polimero-DNA (poliplex) para o citoplasma. Se o polyplex desempacota então o DNA está livre para se difundir para o núcleo.
Permeabilização de bactérias gram negativasEditar
Poly(ethylenimine) também é um permeabilizador eficaz da membrana externa das bactérias Gram-negativas.
Captura de CO2Editar
Both linear e ramificada polietilenimina tem sido usada para a captura de CO2, frequentemente impregnada sobre materiais porosos. O primeiro uso do polímero PEI na captura de CO2 foi dedicado a melhorar a remoção de CO2 em aplicações de embarcações espaciais, impregnadas sobre uma matriz polimérica. Depois disso, o suporte foi alterado para MCM-41, uma sílica hexagonal mesoestruturada, e grandes quantidades de PEI foram retidas na chamada “cesta molecular”. Os materiais adsorventes MCM-41-PEI levaram a maiores capacidades de adsorção de CO2 do que os materiais PEI ou MCM-41 a granel considerados individualmente. Os autores afirmam que, neste caso, um efeito sinérgico ocorre devido à alta dispersão de PEI dentro da estrutura de poros do material. Como resultado desta melhoria, foram desenvolvidos mais trabalhos para estudar mais a fundo o comportamento destes materiais. Trabalhos exaustivos foram focados na capacidade de adsorção de CO2 bem como na seletividade de adsorção de CO2/O2 e CO2/N2 de vários materiais MCM-41-PEI com polímeros PEI. Além disso, a impregnação de PEI foi testada em diferentes suportes, como uma matriz de fibra de vidro e monolitos. No entanto, para um desempenho adequado em condições reais na captura pós-combustão (temperaturas amenas entre 45-75 °C e a presença de umidade) é necessário utilizar materiais de sílica estáveis térmica e hidrotermais, como o SBA-15, que também apresenta uma mesoestrutura hexagonal. A umidade e as condições do mundo real também foram testadas quando se utilizaram materiais impregnados de PEI para adsorver CO2 do ar.
Uma comparação detalhada entre PEI e outras moléculas contendo aminas mostrou um desempenho de excelência de amostras contendo PEI com ciclos. Também, apenas uma ligeira diminuição foi registrada em sua absorção de CO2 ao aumentar a temperatura de 25 para 100 °C, demonstrando uma alta contribuição da quimioabsorção para a capacidade de adsorção desses sólidos. Pelo mesmo motivo, a capacidade de adsorção sob CO2 diluído foi de até 90% do valor sob CO2 puro e também foi observada uma alta seletividade indesejada em relação ao SO2. Ultimamente, muitos esforços têm sido feitos no sentido de melhorar a difusão do PEI dentro da estrutura porosa do suporte utilizado. Uma melhor dispersão do PEI e uma maior eficiência de CO2 (relação molar CO2/NH) foram conseguidas através da impregnação de um material PE-MCM-41 com modelo, em vez de poros cilíndricos perfeitos de um material calcinado, seguindo uma rota previamente descrita. O uso combinado de organosilanos como aminopropil-trimetoxissilano, AP, e PEI também foi estudado. A primeira abordagem utilizou uma combinação deles para impregnar suportes porosos, conseguindo uma cinética de absorção de CO2 mais rápida e maior estabilidade durante os ciclos de reutilização, mas sem maiores eficiências. Um método novo é a chamada “dupla funcionalidade”. Ele é baseado na impregnação de materiais previamente funcionalizados por enxerto (ligação covalente de organosilanos). Os grupos de aminoácidos incorporados por ambas as vias têm demonstrado efeitos sinérgicos, alcançando altas emissões de CO2 até 235 mg CO2/g (5,34 mmol CO2/g). A cinética de adsorção de CO2 também foi estudada para estes materiais, mostrando taxas de adsorção semelhantes às dos sólidos impregnados. Este é um achado interessante, tendo em conta o menor volume de poros disponível em materiais com dupla funcionalidade. Assim, pode-se também concluir que a sua maior absorção e eficiência de CO2 em relação aos sólidos impregnados pode ser atribuída a um efeito sinérgico dos grupos aminados incorporados por dois métodos (enxerto e impregnação) e não a uma cinética de adsorção mais rápida.
Modificador de função de baixo trabalho para eletrônicaEditar
Poly(ethylenimine) and poly(ethylenimine) ethoxylated (PEIE) foram mostrados como modificadores eficazes de função de baixo trabalho para eletrônica orgânica por Zhou e Kippelen et al. É muito importante que o polímero condutor processado com solução de baixo trabalho possa ser produzido pela modificação da PEI ou PEIE. Com base nesta descoberta, os polímeros têm sido amplamente utilizados para células solares orgânicas, díodos orgânicos emissores de luz, transistores orgânicos de efeito de campo, células solares perovskite, díodos emissores de luz perovskite, células solares quantum-dot e díodos emissores de luz, etc.