novaĵoj

Polietilenimino(mallonge PEI), kun CAS-numero 9002-98-6, estas akvosolvebla katjona polimero. Ĝia kerna trajto estas, ke ĝia molekula ĉeno estas riĉa je granda nombro da amino-grupoj (primaraj aminoj, sekundaraj aminoj kaj terciaraj aminoj). Ĉi tiu strukturo determinas ĝian fortan alkalecon, altan reaktivecon kaj unikajn fizik-kemiajn ecojn. Polietilenimino havas neanstataŭigeblan aplikan valoron en multaj kampoj.

I. Bazaj Informoj: Strukturo kaj Klasifiko

1. Kemia strukturo

La ripetanta unuo de PEI estas -CH₂CH₂NH-, kaj la amino-grupoj sur ĝia molekula ĉeno donas al ĝi fortajn katjonajn ecojn (pKa≈10) - eĉ sub neŭtralaj aŭ malforte acidaj kondiĉoj, la amino-grupoj povas esti protonigitaj (-NH₂→-NH₃⁺), kio estas la kerna fonto de ĝia akvosolvebleco, kompleksa kapablo kaj surfaca adsorbado.

Laŭ malsamaj strukturoj, ili estas ĉefe dividitaj en du kategoriojn:

Lineara polietilenimino (L-PEI): La molekula ĉeno estas lineara, kun sekundaraj aminoj kiel la ĉefa amino-grupo (ĉirkaŭ 90%), kaj la proporcio de primaraj kaj terciaraj aminoj estas malalta. La relativa molekula maso-distribuo estas mallarĝa, kaj la pureco estas pli alta.

Branĉita polietilenimino (B-PEI): La molekula ĉeno enhavas grandan nombron da flankaj ĉenoj, kun ekvilibra proporcio de primaraj aminoj (≈25%), sekundaraj aminoj (≈50%), kaj terciaraj aminoj (≈25%), kaj havas pli altan reagemon. Ĝi estas la plej ofte uzata tipo en la industrio.

2. Ŝlosilaj fizikaj ecoj

Ii. Kernaj Trajtoj: Kial PEI estas vaste uzata?

Forta katjona eco kaj kompleksa kapablo: La amino-grupo post protonigo portas pozitivan ŝargon kaj povas formi stabilajn kompleksojn kun negative ŝargitaj substancoj (kiel DNA, RNA, anjonaj tinkturfarboj, argiloj kaj metaljonoj), kio estas la kerna mekanismo de ĝia ago en genliverado, akvopurigado kaj metaladsorbado.

Alta reagemo: Amino-grupoj (precipe primaraj aminoj) povas partopreni en diversaj reakcioj (kiel ekzemple Michael-aldono, epoksi-ringomalfermo, aciligo, krucligaj reakcioj), kaj povas esti uzataj kiel krucligaj agentoj kaj modifiloj por funkciigi la materialan surfacon.

Akvosolvebleco kaj filmoforma eco: Bona akvosolvebleco faciligas ĝian prilaboradon. Post sekiĝo, ĝi povas formi densan filmon, kaj la filmo havas certajn adhero- kaj bariero-ecojn.

Forta alkaleco: La granda nombro da amino-grupoj en la molekulo igas ĝian akvan solvaĵon forte alkala (pH≈10 ĝis 12), kaj ĝi povas sperti neŭtraligajn reakciojn kun acidaj substancoj.

III.Por kio oni uzas polietileninaminon?(Klasifikita laŭ Postulaj Scenaroj

1. Biomedicina kampo (Kerno: Genliveraj vektoroj)

PEI estas unu el la plej ofte uzataj ne-virusaj genvektoroj nuntempe:

Principo Katjona PEI kaj anjona DNA/RNA formas "PEI-nukleacidan komplekson" per elektrostatika interagado, kiu ne nur protektas nukleajn acidojn de degradiĝo fare de nukleazoj, sed ankaŭ ebligas al ili eniri ĉelojn per endocitozo. Krome, la "protona sponga efiko" de PEI (sorbante protonojn ene de la ĉelo post protonigo). Ekigante veziklan krevon, ĝi povas antaŭenigi la liberigon de nukleaj acidoj en la citoplasmon;

Apliko: Genoterapio (kiel ekzemple genliverado por tumoroj kaj genetikaj malsanoj), liverado de nukleaacida vakcino, eksperimentoj pri ĉeltransfekto (ofte uzata PEI-transfekta reakciilo en laboratorioj);

Noto: Alt-molekulpeza PEI havas relative altan citotoksecon. Nuntempe, malalt-toksecaj modifitaj PEI (kiel ekzemple peG-modifitaj PEI kaj krucligitaj PEI-nanopartikloj) estis evoluigitaj.

2. Kampo de akvopurigado (Kerno: Flokulantoj, Adsorbantoj)

Flokulanto: La katjona eco dePolietilenimina PEIpovas neŭtraligi negative ŝargitajn ŝvebantajn partiklojn en akvo (kiel ekzemple sablo, organika materio kaj bakterioj), kaŭzante la agregiĝon kaj sedimentiĝon de la partikloj. Ĝi estas uzata por purigo de trinkakvo kaj industria traktado de kloakaĵoj (kiel ekzemple presado kaj tinkturado, paperfarada kloakaĵo), aparte taŭga por traktado de kloakaĵoj kun alta neklareco kaj alta enhavo de organika materio.

Adsorbanto La amino-grupo de Polietilenimina PEI povas formi kunordigajn ligojn kun pezmetalaj jonoj (kiel ekzemple Cu²⁺, Ni²⁺, Cr⁶⁺, Pb²⁺), kaj povas esti uzata por forigi pezajn metalojn en industria rubakvo. Ĝi ankaŭ povas esti transformita en polietilenimin-modifitajn adsorbajn materialojn (kiel ekzemple PEI-aktivigita karbono, PEI-nanofibroj) por plibonigi la adsorban kapaciton.

3. Kampo de modifo de materiala surfaco (Kerno: Funkcia Modifo)

Papero/Fibro-modifo: Polietilenimina PEI-traktado de papero povas plibonigi ĝian malsekan reziston, akvoreziston kaj printeblecon (per krucligado kun hidroksilgrupoj sur la fibrosurfaco), kaj estas uzata en la produktado de speciala papero (kiel ekzemple pakpapero, filtropapero).

Traktado de metalsurfaco: Polietilenamino povas formi protektan filmon sur la metalsurfaco, plifortigante la korodreziston de la metalo, kaj ankaŭ povas servi kiel adherpromociilo por metaltegaĵoj.

Modifo de polimera materialo: PEI estas uzata kiel krucliga agento aŭ kongruigilo por plibonigi la kongruecon kaj adheron de polimeroj (kiel ekzemple krucliga modifo de poliuretano kaj epoksiaj rezinoj), aŭ por plifortigi la hidrofilecon de materialoj (kiel ekzemple PEI-modifitaj poliolefinaj filmoj).

4. Aliaj industriaj aplikoj

Gluaĵoj kaj sigelaĵoj: La amino-grupo de PEI povas sperti krucligajn reakciojn kun aldehidoj, izocianatoj, ktp., kaj povas esti uzata kiel hardanto por akvobazitaj gluaĵoj. Polietilenamino estas uzata por kunligi lignon, paperon kaj metalon, kun alta kunliga forto kaj bona akvorezisto.

Industrio de tinkturoj kaj pigmentoj: Polietilenimino PEI povas esti uzata kiel fiksativo por katjonaj tinkturoj (precipe por tinkturi naturajn fibrojn kiel kotono kaj silko), plibonigante la adheron kaj laveblecon de tinkturoj; Polietilenimino ankaŭ povas esti uzata kiel pigmenta dispersilo por malhelpi pigmentan aglomeradon.

Naftekstraktado: PEI estas uzata en naftoborejo-akvopurigado (kiel akvofermado kaj profilkontrolaj agentoj), aŭ kiel borfluidaldonaĵo por plibonigi la stabilecon de borfluidoj.

Per alĝustigo de la molekulpezo (malalta molekulpezo, malalta tokseco; alta molekulpezo, alta aktiveco), strukturo (lineara kontraŭ branĉita), kaj modifmetodoj (peG-iligo, krucligado, kaj kunmetado) depolietilenamino, ĝia apliko en altnivelaj kampoj (kiel celita liverado de medikamentoj kaj specialaj funkciaj materialoj) povas esti plue vastigita.