вести

Полиетиленимин(скратено PEI), со CAS број 9002-98-6, е катјонски полимер растворлив во вода. Неговата основна карактеристика е што неговиот молекуларен ланец е богат со голем број амино групи (примарни амини, секундарни амини и терцијарни амини). Оваа структура ја одредува неговата силна алкалност, висока реактивност и уникатни физичкохемиски својства. Полиетилениминот има незаменлива применлива вредност во повеќе области.

I. Основни информации: Структура и класификација

1. Хемиска структура

Повторувачката единица на PEI е -CH₂CH₂NH-, а амино групите на неговиот молекуларен ланец му даваат силни катјонски својства (pKa≈10) - дури и под неутрални или слабо кисели услови, амино групите можат да бидат протонирани (-NH₂→-NH₃⁺), што е основен извор на неговата растворливост во вода, способност за комплексирање и површинска адсорпција.

Според различните структури, тие се поделени во две главни категории:

Линеарен полиетиленимин (L-PEI): Молекуларниот ланец е линеарен, со секундарни амини како главна амино група (околу 90%), а процентот на примарни и терцијарни амини е низок. Релативната распределба на молекуларната маса е тесна, а чистотата е поголема.

Разгранет полиетиленимин (B-PEI): Молекуларниот ланец содржи голем број странични ланци, со избалансиран сооднос на примарни амини (≈25%), секундарни амини (≈50%) и терцијарни амини (≈25%), и има поголема реактивност. Тој е најчесто користениот тип во индустријата.

2. Клучни физички својства

Ii. Основни карактеристики: Зошто PEI е широко користен?

Силно катјонско својство и способност за комплексирање: Амино групата по протонацијата носи позитивен полнеж и може да формира стабилни комплекси со негативно наелектризирани супстанции (како што се ДНК, РНК, анјонски бои, глини и метални јони), што е основниот механизам на неговото дејство при испорака на гени, третман на вода и адсорпција на метали.

Висока реактивност: Амино групите (особено примарните амини) можат да учествуваат во различни реакции (како што се Мајклова адиција, отворање на епоксиден прстен, ацилација, реакции на вкрстено поврзување) и можат да се користат како агенси за вкрстено поврзување и модификатори за функционализација на површината на материјалот.

Растворливост во вода и својство на формирање филм: Добрата растворливост во вода го олеснува процесот. По сушењето, може да формира густ филм, а филмот има одредени адхезивни и бариерни својства.

Силна алкалност: Големиот број на амино групи во молекулата го прави нејзиниот воден раствор силно алкален (pH≈10 до 12) и може да подлежи на реакции на неутрализација со кисели супстанции.

III.За што се користи полиетиленминот(Класифицирано според сценарија на побарувачката

1. Биомедицинска област (Јадро: Вектори за испорака на гени

PEI е еден од најчесто користените невирусни генски вектори во моментов:

Принцип Катјонскиот PEI и анјонската ДНК/РНК формираат „комплекс PEI-нуклеинска киселина“ преку електростатска интеракција, што не само што ги штити нуклеинските киселини од разградување од нуклеази, туку им овозможува и да влезат во клетките преку ендоцитоза. Покрај тоа, „ефектот на протонски сунѓер“ на PEI (апсорбира протони во клетката по протонацијата). Активирањето на руптурата на везикулите може да го поттикне ослободувањето на нуклеинските киселини во цитоплазмата;

Примена: Генска терапија (како што е испорака на гени за тумори и генетски болести), испорака на вакцини со нуклеинска киселина, експерименти со трансфекција на клетки (најчесто користен реагенс за трансфекција на PEI во лабораториите);

Забелешка: PEI со висока молекуларна тежина има релативно висока цитотоксичност. Во моментов, развиени се нискотоксични модифицирани PEI (како што се peG-модифицирани PEI и вкрстено поврзани PEI наночестички).

2. Поле за третман на вода (Јадро: Флокуланти, Адсорбенти)

Флокулант: Катјонско својство наПолиетиленмин PEIможе да ги неутрализира негативно наелектризираните суспендирани честички во водата (како што се песок, органска материја и бактерии), предизвикувајќи честичките да се агрегираат и таложат. Се користи за прочистување на вода за пиење и третман на индустриски отпадни води (како што се печатење и боење, отпадни води од производство на хартија), особено погоден за третман на отпадни води со висока заматеност и висока содржина на органска материја.

Адсорбент Амино групата на полиетиленмин PEI може да формира координативни врски со јони на тешки метали (како што се Cu²⁺, Ni²⁺, Cr⁶⁺, Pb²⁺) и може да се користи за отстранување на тешки метали во индустриски отпадни води. Исто така, може да се претвори во материјали за адсорпција модифицирани со полиетиленмин (како што се PEI-активиран јаглерод, PEI-нановлакна) за да се зголеми капацитетот на адсорпција.

3. Област на модификација на површината на материјалот (Јадро: Функционална модификација)

Модификација на хартија/влакна: Третманот на хартија со полиетиленмин PEI може да ја зголеми нејзината цврстина на влага, отпорност на вода и можност за печатење (преку вкрстено поврзување со хидроксилни групи на површината на влакната) и се користи во производството на специјална хартија (како што се хартија за пакување, филтер-хартија).

Третман на метални површини: Полиетиленминот може да формира заштитен филм на металната површина, зголемувајќи ја отпорноста на металот на корозија, а може да послужи и како промотор на адхезија за метални премази.

Модификација на полимерни материјали: PEI се користи како средство за вкрстено поврзување или компатибилизатор за подобрување на компатибилноста и адхезијата на полимерите (како што е вкрстено поврзување на полиуретански и епоксидни смоли) или за подобрување на хидрофилноста на материјалите (како што се PEI-модифицираните полиолефински филмови).

4. Други индустриски примени

Лепила и средства за заптивање: Амино групата на PEI може да подлежи на вкрстено поврзување со алдехиди, изоцијанати итн., и може да се користи како средство за стврднување за лепила на база на вода. Полиетиленминот се користи за лепење дрво, хартија и метал, со висока јачина на лепење и добра водоотпорност.

Индустрија за бои и пигменти: Полиетиленминот PEI може да се користи како фиксатор за катјонски бои (особено за боење природни влакна како што се памук и свила), подобрувајќи ја адхезијата и можноста за перење на боите; Полиетиленминот може да се користи и како дисперзант на пигменти за да се спречи агломерација на пигменти.

Екстракција на нафта: PEI се користи во третманот на вода од нафтени полиња (како што се средства за затворање на вода и контрола на профилот) или како додаток на течноста за дупчење за подобрување на стабилноста на течностите за дупчење.

Со прилагодување на молекуларната тежина (мала молекуларна тежина, ниска токсичност; висока молекуларна тежина, висока активност), структурата (линеарна наспроти разгранета) и методите на модификација (peG-илација, вкрстено поврзување и соединување) наполиетиленмин, неговата примена во области од висока класа (како што се целна испорака на лекови и специјални функционални материјали) може дополнително да се прошири.