Polyetenimin har många användningsområden i produkter som tvättmedel, lim, vattenbehandlingsmedel och kosmetika. På grund av sin förmåga att modifiera cellulosafibrernas yta används PEI som våtstyrkemedel i papperstillverkningsprocessen. Det används också som flockningsmedel med kiseldioxidsol och som kelatbildare med förmåga att komplexera metalljoner som zink och zirkonium. Det finns också andra mycket specialiserade PEI-tillämpningar:
BiologyEdit
PEI har ett antal användningsområden inom laboratoriebiologi, särskilt vävnadskultur, men är också giftigt för cellerna om det används i överskott. Toxiciteten sker genom två olika mekanismer, uppbrytning av cellmembranet som leder till nekrotisk celldöd (omedelbar) och uppbrytning av mitokondrialmembranet efter internalisering som leder till apoptos (fördröjd).
FastläggningsfrämjareEdit
Polyeteniminer används i cellodling av svagt förankrade celler för att öka fastläggningen. PEI är en katjonisk polymer; cellernas negativt laddade yttre ytor dras till tallrikar som är belagda med PEI, vilket underlättar starkare fästen mellan cellerna och tallriken.
TransfektionsreagensEdit
Poly(etylenimin) var det andra polymera transfektionsmedel som upptäcktes, efter poly-l-lysin. PEI kondenserar DNA till positivt laddade partiklar som binder till anjoniska cellytrester och förs in i cellen via endocytos. När de väl är inne i cellen resulterar protonering av aminerna i ett inflöde av motjoner och en sänkning av den osmotiska potentialen. Osmotisk svullnad uppstår och vesikeln spricker och frigör polymer-DNA-komplexet (polyplex) i cytoplasman. Om polyplexen packas upp är DNA:t fritt att diffundera till kärnan.
Permeabilisering av gramnegativa bakterierEdit
Poly(etylenimin) är också en effektiv permeabilisator av det yttre membranet hos gramnegativa bakterier.
CO2-fångstEdit
Både linjärt och förgrenat polyetylenimin har använts för CO2-fångst, ofta impregnerat över porösa material. Den första användningen av PEI-polymerer för avskiljning av koldioxid var avsedd att förbättra avskiljningen av koldioxid i rymdfarkoster, impregnerad över en polymermatris. Därefter ändrades stödet till MCM-41, en hexagonal mesostrukturerad kiseldioxid, och stora mängder PEI fasthölls i den så kallade ”molekylära korgen”. MCM-41-PEI-adsorbentmaterial ledde till högre CO2-adsorptionskapacitet än PEI i bulk eller MCM-41-materialet individuellt betraktat. Författarna hävdar att det i detta fall sker en synergieffekt på grund av den höga PEI-dispersionen i materialets porstruktur. Som ett resultat av denna förbättring utvecklades ytterligare arbeten för att mer ingående studera beteendet hos dessa material. Man har fokuserat på CO2-adsorptionskapaciteten samt CO2/O2- och CO2/N2-adsorptionsselektiviteten hos flera MCM-41-PEI-material med PEI-polymerer. Dessutom har PEI-impregnering testats på olika bärare, t.ex. en glasfibermatris och monoliter. För att uppnå lämpliga prestanda under verkliga förhållanden vid avskiljning efter förbränning (milda temperaturer mellan 45-75 °C och närvaro av fukt) är det dock nödvändigt att använda termiskt och hydrotermiskt stabila kiseldioxidmaterial, t.ex. SBA-15, som också har en hexagonal mesostruktur. Fukt och verkliga förhållanden har också testats vid användning av PEI-impräglade material för att adsorbera koldioxid från luften.
En detaljerad jämförelse mellan PEI och andra aminoinnehållande molekyler visade att PEI-innehållande prover har en utmärkt prestanda med cykler. Dessutom registrerades endast en liten minskning av deras koldioxidupptag när temperaturen ökade från 25 till 100 °C, vilket visar att kemisorptionen i hög grad bidrar till adsorptionskapaciteten hos dessa fasta material. Av samma anledning var adsorptionskapaciteten vid utspädd CO2 upp till 90 % av värdet vid ren CO2, och dessutom observerades en hög oönskad selektivitet mot SO2. På senare tid har många ansträngningar gjorts för att förbättra PEI-diffusionen i den porösa strukturen hos det använda stödet. En bättre spridning av PEI och en högre CO2-effektivitet (CO2/NH-molförhållande) uppnåddes genom att impregnera ett PE-MCM-41-material med mall som är inkapslad i stället för perfekta cylindriska porer i ett kalcinerat material, enligt en tidigare beskriven metod. Den kombinerade användningen av organosilaner som aminopropyltrimetoxysilan, AP och PEI har också studerats. I den första metoden användes en kombination av dem för att impregnera porösa bärare, vilket ledde till snabbare CO2-adsorptionskinetik och högre stabilitet under återanvändningscykler, men inte till högre verkningsgrad. En ny metod är den så kallade ”dubbelfunktionaliseringen”. Den bygger på impregnering av material som tidigare funktionaliserats genom ympning (kovalent bindning av organosilaner). Aminogrupper som införlivats på båda sätten har visat synergieffekter och gett ett högt koldioxidupptag på upp till 235 mg CO2/g (5,34 mmol CO2/g). Kinetiken för CO2-adsorption studerades också för dessa material och visade liknande adsorptionshastigheter som för impregnerade fasta ämnen. Detta är ett intressant resultat med tanke på den mindre porvolym som finns tillgänglig i dubbelfunktionaliserade material. Man kan därför också dra slutsatsen att deras högre koldioxidupptag och effektivitet jämfört med impregnerade fasta material kan tillskrivas en synergieffekt av de aminogrupper som införlivats genom två metoder (ympning och impregnering) snarare än en snabbare adsorptionskinetik.
Modifierare med låg arbetsfunktion för elektronikEdit
Poly(etylenimin) och poly(etylenimin) etoxilerat (PEIE) har visats som effektiva modifierare med låg arbetsfunktion för organisk elektronik av Zhou och Kippelen m.fl. Det skulle universellt kunna reducera arbetsfunktionen hos metaller, metalloxider, ledande polymerer och grafen m.fl. Det är mycket viktigt att ledande polymerer med låg arbetsfunktion i lösning kan framställas genom PEI- eller PEIE-modifiering. På grundval av denna upptäckt har polymererna använts i stor utsträckning för organiska solceller, organiska lysdioder, organiska fälteffekttransistorer, perovskit-solceller, perovskit-ljusemitterande dioder, quantum-dot-solceller och ljusemitterande dioder osv.