lajme

Polietileiminë(PEI për shkurt), me një numër CAS 9002-98-6, është një polimer kationik i tretshëm në ujë. Karakteristika e tij kryesore është se zinxhiri i tij molekular është i pasur me një numër të madh grupesh amino (amina primare, amina sekondare dhe amina terciare). Kjo strukturë përcakton alkalinitetin e tij të fortë, reaktivitetin e lartë dhe vetitë unike fiziko-kimike. Polietileimina ka vlerë të pazëvendësueshme aplikimi në fusha të shumta.

I. Informacion Bazë: Struktura dhe Klasifikimi

1. Struktura kimike

Njësia përsëritëse e PEI është -CH₂CH₂NH-, dhe grupet amino në zinxhirin e saj molekular i japin asaj veti të forta kationike (pKa≈10) - edhe në kushte neutrale ose pak acidike, grupet amino mund të protonohen (-NH₂→-NH₃⁺), që është burimi kryesor i tretshmërisë së saj në ujë, aftësisë së kompleksimit dhe adsorbimit sipërfaqësor.

Sipas strukturës së ndryshme, ato ndahen kryesisht në dy kategori:

Polietileiminë lineare (L-PEI): Zinxhiri molekular është linear, me amina sekondare si grupi kryesor amino (rreth 90%), dhe përqindja e aminave primare dhe terciare është e ulët. Shpërndarja relative e masës molekulare është e ngushtë dhe pastërtia është më e lartë.

Polietileiminë e degëzuar (B-PEI): Zinxhiri molekular përmban një numër të madh zinxhirësh anësorë, me një proporcion të balancuar të aminave primare (≈25%), aminave sekondare (≈50%) dhe aminave terciare (≈25%), dhe ka reaktivitet më të lartë. Është lloji më i përdorur në industri.

2. Vetitë kryesore fizike

Ii. Karakteristikat kryesore: Pse përdoret gjerësisht PEI?

Veti e fortë kationike dhe aftësi kompleksimi: Grupi amino pas protonimit mbart një ngarkesë pozitive dhe mund të formojë komplekse të qëndrueshme me substanca të ngarkuara negativisht (si ADN-ja, ARN-ja, ngjyruesit anionikë, argjilat dhe jonet metalike), që është mekanizmi kryesor i veprimit të tij në shpërndarjen e gjeneve, trajtimin e ujit dhe adsorbimin e metaleve.

Reaktivitet i lartë: Grupet amino (veçanërisht aminat primare) mund të marrin pjesë në reaksione të ndryshme (siç janë shtimi i Michael-it, hapja e unazës epoksi, acilimi, reaksionet e lidhjes kryq) dhe mund të përdoren si agjentë dhe modifikues të lidhjes kryq për të funksionalizuar sipërfaqen e materialit.

Tretshmëria në ujë dhe vetitë e formimit të filmit: Tretshmëria e mirë në ujë e bën të lehtë përpunimin. Pas tharjes, mund të formojë një film të dendur, dhe filmi ka veti të caktuara ngjitëse dhe barriere.

Alkalinitet i fortë: Numri i madh i amino grupeve në molekulë e bën tretësirën e saj ujore fort alkaline (pH≈10 deri në 12) dhe mund t'i nënshtrohet reaksioneve të neutralizimit me substanca acidike.

III.Për çfarë përdoret polietileninamina(Klasifikuar sipas Skenarëve të Kërkesës

1. Fusha biomjekësore (Bërthama: Vektorët e shpërndarjes së gjeneve

PEI është një nga vektorët e gjeneve jo-virale më të përdorura aktualisht:

Parimi PEI kationik dhe ADN/ARN anionike formojnë një "kompleks PEI-acid nukleik" përmes bashkëveprimit elektrostatik, i cili jo vetëm që mbron acidet nukleike nga degradimi nga nukleazat, por gjithashtu i mundëson ato të hyjnë në qeliza përmes endocitozës. Për më tepër, "efekti i sfungjerit të protonit" i PEI (thithja e protoneve brenda qelizës pas protonimit). Shkaktimi i këputjes së vezikulave mund të nxisë çlirimin e acideve nukleike në citoplazmë;

Zbatimi: Terapia gjenike (siç është administrimi i gjeneve për tumoret dhe sëmundjet gjenetike), administrimi i vaksinës së acidit nukleik, eksperimentet e transfektimit qelizor (reagenti i transfektimit PEI i përdorur zakonisht në laboratorë);

Shënim: PEI me peshë të lartë molekulare ka citotoksicitet relativisht të lartë. Aktualisht, janë zhvilluar PEI të modifikuara me toksicitet të ulët (si PEI i modifikuar me peG dhe nanopjesëzat PEI të lidhura në mënyrë të kryqëzuar).

2. Fusha e trajtimit të ujit (Bërthama: Flokulantë, Adsorbentë)

Flokulanti: Vetia kationike ePolietilemininë PEImund të neutralizojë grimcat e pezulluara të ngarkuara negativisht në ujë (si rëra, lënda organike dhe bakteret), duke bërë që grimcat të grumbullohen dhe të vendosen. Përdoret për pastrimin e ujit të pijshëm dhe trajtimin e ujërave të ndotura industriale (si shtypi dhe ngjyrosja, ujërat e ndotura të prodhimit të letrës), veçanërisht i përshtatshëm për trajtimin e ujërave të ndotura me turbullirë të lartë dhe përmbajtje të lartë të lëndës organike.

Adsorbenti Grupi amino i Polietileminës PEI mund të formojë lidhje koordinimi me jone të metaleve të rënda (siç janë Cu²⁺, Ni²⁺, Cr⁶⁺, Pb²⁺) dhe mund të përdoret për largimin e metaleve të rënda në ujërat e ndotura industriale. Mund të shndërrohet gjithashtu në materiale adsorbimi të modifikuara me polietileminë (siç janë karboni i aktivizuar me PEI, nanofibrat PEI) për të rritur kapacitetin e adsorbimit.

3. Fusha e modifikimit të sipërfaqes së materialit (Thelbi: Modifikimi Funksional)

Modifikimi i letrës/fibrës: Trajtimi i letrës me polietilenin PEI mund të rrisë rezistencën e saj ndaj lagështirës, ​​rezistencën ndaj ujit dhe printueshmërinë (përmes lidhjes kryq me grupe hidroksil në sipërfaqen e fibrës) dhe përdoret në prodhimin e letrës speciale (si letra e paketimit, letra filtruese).

Trajtimi i sipërfaqes metalike: Polietileninimi mund të formojë një film mbrojtës në sipërfaqen metalike, duke rritur rezistencën e metalit ndaj korrozionit, dhe gjithashtu mund të shërbejë si një nxitës i ngjitjes për veshjet metalike.

Modifikimi i materialit polimer: PEI përdoret si agjent ndërlidhës ose kompatibilizues për të përmirësuar kompatibilitetin dhe ngjitjen e polimereve (siç është modifikimi ndërlidhës i rrëshirave poliuretanike dhe epoksi), ose për të rritur hidrofilitetin e materialeve (siç janë filmat poliolefinë të modifikuar me PEI).

4. Zbatime të tjera industriale

Ngjitës dhe izolues: Grupi amino i PEI mund t'i nënshtrohet reaksioneve të ndërlidhjes me aldehide, izocianat, etj., dhe mund të përdoret si agjent tharës për ngjitësit me bazë uji. Polietileninamina përdoret për ngjitjen e drurit, letrës dhe metalit, me forcë të lartë ngjitëse dhe rezistencë të mirë ndaj ujit.

Industria e ngjyruesve dhe pigmenteve: Polietilemina PEI mund të përdoret si fiksues për ngjyruesit kationikë (veçanërisht për ngjyrosjen e fibrave natyrale si pambuku dhe mëndafshi), duke rritur ngjitjen dhe larjen e ngjyruesve; Polietilemina mund të përdoret gjithashtu si shpërndarës pigmenti për të parandaluar grumbullimin e pigmenteve.

Nxjerrja e naftës: PEI përdoret në trajtimin e ujërave të fushave të naftës (siç janë agjentët e ndërprerjes së ujit dhe kontrollit të profilit), ose si një shtesë në lëngun e shpimit për të përmirësuar stabilitetin e lëngjeve të shpimit.

Duke rregulluar peshën molekulare (peshë molekulare e ulët, toksicitet i ulët; peshë molekulare e lartë, aktivitet i lartë), strukturën (lineare kundrejt asaj të degëzuar) dhe metodat e modifikimit (peG-ilimi, lidhja kryq dhe përbërja) epolietilemininë, zbatimi i tij në fusha të nivelit të lartë (siç është administrimi i synuar i barnave dhe materialet funksionale speciale) mund të zgjerohet më tej.