Polietilenimin(qısaca PEI), CAS nömrəsi 9002-98-6 olan, suda həll olan kationik polimerdir. Əsas xüsusiyyəti, molekulyar zəncirinin çox sayda amin qrupu (ilkin aminlər, ikincili aminlər və üçüncülü aminlər) ilə zəngin olmasıdır. Bu quruluş onun güclü qələviliyini, yüksək reaktivliyini və unikal fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərini müəyyən edir. Polietilenimin bir çox sahədə əvəzolunmaz tətbiq dəyərinə malikdir.
I. Əsas Məlumat: Struktur və Təsnifat
1. Kimyəvi quruluş
PEI-nin təkrarlanan vahidi -CH₂CH₂NH--dir və molekulyar zəncirindəki amin qrupları ona güclü kation xüsusiyyətləri verir (pKa≈10) - hətta neytral və ya zəif turşu şəraitində belə, amin qrupları protonlaşa bilər (-NH₂→-NH₃⁺), bu da onun suda həll olma qabiliyyətinin, kompleksləşmə qabiliyyətinin və səth adsorbsiyasının əsas mənbəyidir.
Müxtəlif strukturlara görə, onlar əsasən iki kateqoriyaya bölünür:
Xətti polietilenimin (L-PEI): Molekulyar zəncir xəttidir, ikincili aminlər əsas amin qrupu kimi (təxminən 90%) və birincili və üçüncülü aminlərin nisbəti aşağıdır. Nisbi molekulyar kütlə paylanması dar, saflığı isə daha yüksəkdir.
Şaxələnmiş polietilenimin (B-PEI): Molekulyar zəncir çox sayda yan zəncirdən ibarətdir, balanslaşdırılmış nisbətdə birincil aminlər (≈25%), ikincil aminlər (≈50%) və üçüncül aminlər (≈25%) var və daha yüksək reaktivliyə malikdir. Sənayedə ən çox istifadə edilən növdür.
2. Əsas fiziki xüsusiyyətlər
| Təbiət | Tipik dəyər (budaqlanan PEI) |
| Görünüş | Açıq sarıdan qəhvəyi rəngə qədər özlü maye (aşağı molekulyar çəki) və ya bərk (yüksək molekulyar çəki) |
| Suda həllolma | PEISu, etanol və metanol kimi qütb həlledicilərində asanlıqla həll olur, lakin qütb olmayan həlledicilərdə həll olmur |
| Molekulyar çəki diapazonu | Bir neçə yüzdən bir neçə yüz minə qədər (adətən 1000 ilə 25000 Da arasında) |
| Sıxlıq (25℃) | 1.05 ilə 1.10 q/sm³ arasında |
| Refraktiv indeks (25℃) | 1.50 ~ 1.52 |
| Toksiklik | Aşağı molekulyar çəkili PEI nisbətən aşağı toksikliyə malikdir, yüksək molekulyar çəkili/şaxəli PEI isə hüceyrələr üçün müəyyən sitotoksikliyə malikdir. |
II. Əsas Xüsusiyyətlər: PEI niyə geniş istifadə olunur?
Güclü kation xüsusiyyəti və kompleksləşmə qabiliyyəti: Protonlaşmadan sonra amin qrupu müsbət yük daşıyır və mənfi yüklü maddələrlə (məsələn, DNT, RNT, anion boyaları, gillər və metal ionları) sabit komplekslər əmələ gətirə bilər ki, bu da onun gen çatdırılmasında, suyun təmizlənməsində və metal adsorbsiyasında əsas təsir mexanizmidir.
Yüksək reaktivlik: Amin qrupları (xüsusən də ilkin aminlər) müxtəlif reaksiyalarda (məsələn, Maykl əlavəsi, epoksi halqanın açılması, asilləşmə, çarpaz əlaqələndirmə reaksiyaları) iştirak edə bilər və material səthini funksionallaşdırmaq üçün çarpaz əlaqələndirici maddələr və modifikatorlar kimi istifadə edilə bilər.
Suda həllolma və təbəqə əmələ gətirmə xüsusiyyəti: Yaxşı suda həllolma qabiliyyəti emalı asanlaşdırır. Quruduqdan sonra sıx bir təbəqə əmələ gətirə bilər və təbəqə müəyyən yapışma və maneə xüsusiyyətlərinə malikdir.
Güclü qələvilik: Molekuldakı çox sayda amin qrupu onun sulu məhlulunu güclü qələvi edir (pH≈10-dan 12-yə qədər) və turşu maddələrlə neytrallaşma reaksiyalarına məruz qala bilər.
III.Polietilenimin nə üçün istifadə olunur(Tələb Ssenarilərinə görə təsnif edilir
1. Biotibbi sahə (Əsas: Gen çatdırılma vektorları
PEI hazırda ən çox istifadə edilən virus olmayan gen vektorlarından biridir:
Prinsip Kationik PEI və anionik DNT/RNT elektrostatik qarşılıqlı təsir yolu ilə "PEI-nuklein turşusu kompleksi" əmələ gətirir ki, bu da nuklein turşularını nukleazalar tərəfindən parçalanmadan qorumaqla yanaşı, endositoz yolu ilə hüceyrələrə daxil olmağa da imkan verir. Bundan əlavə, PEI-nin "proton süngər effekti" (protonlaşmadan sonra hüceyrə daxilində protonları udmaq) veziküllərin yırtılmasını tetikleyebilir, nuklein turşularının sitoplazmaya buraxılmasını təşviq edə bilər;
Tətbiq: Gen terapiyası (məsələn, şişlər və genetik xəstəliklər üçün gen çatdırılması), nuklein turşusu peyvəndinin çatdırılması, hüceyrə transfeksiyası təcrübələri (laboratoriyalarda tez-tez istifadə olunan PEI transfeksiya reagenti);
Qeyd: Yüksək molekulyar çəkili PEI nisbətən yüksək sitotoksikliyə malikdir. Hal-hazırda, aşağı toksikliyə malik modifikasiya olunmuş PEI (məsələn, peG ilə modifikasiya olunmuş PEI və çarpaz əlaqəli PEI nanopartikülləri) hazırlanmışdır.
2. Suyun təmizlənməsi sahəsi (Əsas: Flokulyantlar, Adsorbentlər)
Flokulyant: kation xüsusiyyətiPolietilenimin PEIsuda mənfi yüklü asılı hissəcikləri (məsələn, qum, üzvi maddələr və bakteriyalar) neytrallaşdıra bilər və bu da hissəciklərin toplanmasına və çökməsinə səbəb olur. İçməli suyun təmizlənməsi və sənaye çirkab sularının təmizlənməsi (çap və boyama, kağız istehsalı çirkab suları kimi) üçün istifadə olunur, xüsusən də yüksək bulanıqlığa və yüksək üzvi maddələr tərkibinə malik çirkab sularının təmizlənməsi üçün əlverişlidir.
Adsorbent Polietilenimin PEI-nin amin qrupu ağır metal ionları (məsələn, Cu²⁺, Ni²⁺, Cr⁶⁺, Pb²⁺) ilə koordinasiya rabitələri yarada bilər və sənaye çirkab sularındakı ağır metalların təmizlənməsi üçün istifadə edilə bilər. Adsorbsiya qabiliyyətini artırmaq üçün polietilenimin modifikasiya olunmuş adsorbsiya materiallarına (məsələn, PEI-aktivləşdirilmiş karbon, PEI-nanoliflər) də hazırlana bilər.
3. Material səthinin modifikasiya sahəsi (Əsas: Funksional modifikasiya)
Kağız/Lif modifikasiyası: Polietilenimin PEI ilə kağızın işlənməsi onun nəm möhkəmliyini, suya davamlılığını və çap olunma qabiliyyətini (lif səthindəki hidroksil qrupları ilə çarpaz əlaqə vasitəsilə) artıra bilər və xüsusi kağız istehsalında (məsələn, qablaşdırma kağızı, filtr kağızı) istifadə olunur.
Metal səthinin işlənməsi: Polietilenimin metal səthində qoruyucu bir təbəqə əmələ gətirə bilər, metalın korroziyaya davamlılığını artırır və həmçinin metal örtüklər üçün yapışma təşviqedicisi kimi xidmət edə bilər.
Polimer materialının modifikasiyası: PEI, polimerlərin uyğunluğunu və yapışmasını (məsələn, poliuretan və epoksi qatranlarının çarpaz əlaqələndirmə modifikasiyası) yaxşılaşdırmaq və ya materialların hidrofilliyini (məsələn, PEI ilə modifikasiya olunmuş poliolefin filmləri) artırmaq üçün çarpaz əlaqələndirici agent və ya uyğunlaşdırıcı kimi istifadə olunur.
4. Digər sənaye tətbiqləri
Yapışdırıcılar və möhürləyicilər: PEI-nin amin qrupu aldehidlər, izosiyanatlar və s. ilə çarpaz əlaqə reaksiyalarına məruz qala bilər və su əsaslı yapışdırıcılar üçün bərkidici vasitə kimi istifadə edilə bilər. Polietilenimin ağac, kağız və metalın yapışdırılması üçün istifadə olunur, yüksək yapışma gücünə və yaxşı suya davamlılığa malikdir.
Boya və piqment sənayesi: Polietilenimin PEI kation boyaları üçün fiksator kimi istifadə edilə bilər (xüsusilə pambıq və ipək kimi təbii lifləri boyamaq üçün), boyaların yapışmasını və yuyulmasını artırır; Polietilenimin həmçinin piqment yığılmasının qarşısını almaq üçün piqment dispersantı kimi də istifadə edilə bilər.
Neft hasilatı: PEI neft mədənlərində suyun təmizlənməsində (məsələn, suyun bağlanması və profilə nəzarət vasitələri) və ya qazma mayelərinin stabilliyini artırmaq üçün qazma mayesi əlavəsi kimi istifadə olunur.
Molekulyar çəkisini (aşağı molekulyar çəki, aşağı toksiklik; yüksək molekulyar çəki, yüksək aktivlik), quruluşunu (xətti və şaxələnmiş) və modifikasiya metodlarını (peG-ilasiya, çarpaz əlaqə və birləşmə) tənzimləməkləpolietilenimin, onun yüksək səviyyəli sahələrdə (məsələn, hədəflənmiş dərman çatdırılması və xüsusi funksional materiallar) tətbiqi daha da genişləndirilə bilər.
Yazı vaxtı: 21 Noyabr 2025