time, Relaxati-onszeit, temps de relaxation) — промежуток времени 0, в течение которого параметр x(t), характеризующий отклонение системы в момент времени t от статистич. равновесия, уменьшается по сравнению с его начальным значением в е раз. Р. в. всегда связано с конкретным механич., электрич. или др. релаксационным процессом, поэтому различают времена релаксации механич. напряжения, деформации, поляризации и другие. Р. в. деформации наз. временем запаздывания.

В простейшем случае релаксационные явления описываются экспоненциальной зависимостью типа x(t) = — x(0)e-t/9, т. е. для их описания достаточно одного Р. в. При релаксации напряжения x(t) — релакси-рующая часть убывающего со временем механич. напряжения, х (0) — ее начальное значение, 6= 0Р— время релаксации. При ползучести x(t) — отклонение возрастающей с течением времени обратимой части деформации от ее равновесного (предельного) значения, х(0) — ее начальное значение, 0=03 — время запаздывания. ?

В общем случае релаксационные процессы м. б. описаны аналитич. выражениями неэкспоненциального типа или формальным введением релаксационного спектра. ?

Р. в., определяя скорость развития конкретного релаксационного процесса, зависит от соответствующих этому процессу структурных характеристик полимера, а также от темп-ры, давления и др. внешних параметров. В случае механич. релаксации, согласно Александрова — Гуревича уравнению Q=Q0e^u в-аа'> /f^T, Р. в. зависит от структурных характеристик 60, а, и U0, а также от темп-ры Т и механич. напряжения а (R — газовая постоянная). Если влиянием всех параметров, кроме темп-ры, можно пренебречь, в пределах неизменной структуры Р. в. подчиняется ур-нию Ар-рениуса 0=0oetV#r, являющемуся частным случаем ур-НИЯ Александрова — Гуревича. г. Л. Слонимский.

РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ в полимерах (relaxation phenomena, Relaxationserscheinungen, phenomenes de relaxation) — изменения состояния полимерных тел со временем, обусловленные установлением в них статистич. равновесия. Р. я. возникают при любом нарушении статистич. равновесия, вызванном внешними воздействиями.

При нарушении равновесия в расположениях сегментов макромолекул, самих макромолекул или элементов надмолекулярной структуры возникают механич. Р. я.; при нарушении равновесного состояния системы электрич. или магнитных моментов — соответственно электрич. и магнитные Р. я. Поскольку подвижность электрич. диполей и магнитных моментов в ряде случаев связана с подвижностью небольших участков молекулярной цепи, то между различными видами Р. я. возникают связи, одна из форм к-рых — совпадение отдельных участков релаксационных спектров механич. и электрич. Р. я. в случае полярных диэлектриков.

Фазовые превращения полимеров иногда осуществляются медленно (напр., кристаллизация натурального каучука), и тогда переход из одной фазы в другую приобретает релаксационный характер, ярко выраженный в явлении гистерезиса кристаллизации. Р. я. в полимерах обнаруживаются также в процессах образования студней, развивающихся достаточно длительво и продолжающихся даже после того, как исходный р-р теряет текучесть. К Р. я. относятся также процессы набухания и растворения полимеров.

Поскольку установление статистич. равновесия осуществляется путем теплового движения частиц, релаксационные процессы сильно зависят от темп-ры. Эта зависимость особенно ярко проявляется в тех интервалах темп-ры, в к-рых происходят легко поддающиеся наблюдению изменения подвижности тех или иных элементов структуры тела. Вероятность тепловых флуктуации, при к-рых частица преодолевает препятствующий ее движению потенциальный барьер, резко повышается при нагревании и понижается при охлаждении. Примерами являются переходы из стеклообразного состояния в высокоэластическое и далее в вязкотеку-чее (см. Стеклования температура, Текучести температура), возникновение или прекращение вращательной подвижности определенного типа боковых групп атомов в макромолекуле и др.

Наличие различных физич. механизмов Р. я. приводит к тому, что при исследовании Р. я. в широком интервале темп-р обнаруживается несколько релаксационных переходов. Релаксационный процесс, наблюдающийся при наиболее высокой темп-ре, наз. а-переходом, а связанный с ним процесс — а-релакса-цией; расположенные при более низкой темп-ре переходы и соответствующие им процессы обозначают буквами В, у, 8 и т. д. (По др. классификации «-переходом называют стеклование.) Во всех этих случаях одно и то же изменение в расположении участвующих в данном релаксационном процессе частиц происходит при различных темп-рах за разное время, причем тем быстрее, чем выше темп-ра. Соответственно одно и то же изменение релаксирующей величины (напр., деформации тела, поляризации диэлектрика, намагниченности магнетика, объема тела при набухании) достигается при нагревании быстрее. Эта эквивалентность влияния времени и темп-ры на Р. я., получившая название суперпозиции принципа температурно-временного, широко используется как для сопоставления полученных в разных температурно-временных режимах экспериментальных данных по Р. я., так и для регулирования релаксационных процессов при переработке полимеров в изделия. Если Р. я. определяются не одним, а несколькими взаимосвязанными процессами (напр., при кристаллизации, когда росту кристаллитов предшествует образование зародышей), принцип температурно-временной суперпозиции нарушается.

Механические релаксационные явления. Среди Р. я. в полимерах особенно большое значение имеют механические, проявляющиеся во временной зависимости характеристик упругости и вязкости.

Если к полимерному телу внезапно приложено механич. напряжение, то вызванная им полная деформация e(i) в момент времени t, отсчитываемый от момента включения напряжения, в общем случае состоит из трех слагающих: 1) мгновенно возникающей упругой еу, 2) высокоэластической евэ(<), обусловленной релаксационным процессом перегруппировки структурных элементов тела, приводящим к установлению отвечающего возникшему напряженному состоянию нового их равновесного расположения, и 3) вязкой eB(t), развивающейся в том случае, если структурные элементы способны к неограниченным перемещениям. Первые две слагающие деформации обратимы: при прекращении действия напряжения деформация уменьшается сразу на 8У, а затем постепенно, вследствие уменьшения eB9(f); вязкая часть деформации eB(t) необратима.

Если развитие деформации вызвано действием постоянного напряжения о0, то ее обратимая часть, т. е. еу+ЕВЭ('Ь стремится к конечному предельному значению, а необратимая e„(t) возрастает со временем неограниченно. Такой процесс наз. ползучестью, или упругим последействием.

В случае линейных соотношений между напряжением и деформацией ур-ние ползучести имеет вид:

iii>=/(0)+/„(«) + - (1)

где 7(0) и /р(<) — мгновенная и релаксирующая части податливости [7Р(0) = 0], п — вязкость, характеризующая стационарное развитие необратимой деформации.

При прекращении действия напряжения, что имеет своим следствием новое изменение равновесного состояния, освобожденное тело восстанавливает свою исходную форму не сразу и не всегда полностью. Установление равновесия в этом случае, также называемом упругим последействием, а более точно — обратным упругим последействием, происходит в два этапа: в момент снятия напряжения деформация сразу уменьшается на величину еу, а затем постепенно уменьшается вследствие уменьшения евэ(?); необратимая часть деформации eB(t) при этом не изменяется.

Изменения высокоэластич. части деформации, а следовательно и полной деформации, как при ее развитии, так и при восстановлении формы тела всегда отстают во времени от изменений напряжения. При циклич. изменении напряжения деформация изменяется также циклически, но вследствие ее запаздывания экстремальные значения напряжения и деформации достигаются не одновременно. Графич. изображение такого процесса представляет собой в координатах напряжение — деформация систему петель, стремящихся при отсутствии необратимой деформации к петле стационарной формы.

В случае гармонич. колебаний напряжения a(f) = — о1еш — амплитуда напряжения, со — круговая частота) и линейности вязкоупругости высокоэластич. часть деформации также изменяется гармонически с той же частотой. Ее релаксационный характер проявляется, во-первых, в сдвиге фаз (см. Тангенс угла механических потерь) между напряжением и высокоэластич. деформацией на угол б:

ев8 (0 = «*>'<»'-•>

и, во-вторых, в зависимости амплитуды деформации б! и угла б от частоты и темп-ры. Отставание деформации от напряжения приводит к превращению части энергии, затраченной на деформирование, в тепло. Мерой этого превращения может служить площадь соответствующей петли гистерезиса; она зависит от значений б, ox и в! (см. Гистерезисные явления). Т. о., механически обратимая высокоэластич. деформация вследствие ее релаксационного характера термодинамически необратима.

Р. я. при акустич. и ультраакустич. воздействиях, являющихся циклич. изменениями напряжения сдвига или давления, аналогичны Р. я. при низкочастотных (инфразвуковых) механич. воздействиях. Зависимость амплитуды деформации и угла сдвига фаз от частоты воздействия и темп-ры проявляется в соответствующей температурно-частотной зависимости скорости звука или ультразвука и в диссипации звуковой энергии.

Если в момент времени t=0 мгновенно задана деформация е0, то вследствие Р. я. напряжение, необходимое для поддержания постоянного значения деформации, со временем постепенно уменьшается. Эта форма механич. Р. я. наз. релаксацией напряжения. В зависимости от того, способно или не способно релаксирующее тело к развитию необратимых деформаций, напряжение a(t) соответственно либо снимается полностью, либо достигает конечного равновесного значения. В области линейного механич. поведения:

О(0 = [Я (со)+ ?,(*)] во (2)

где Ep(t) —релаксационный модуль, Е(со) — равновесный модуль упругости [?р(оо) = 0]. Отличное от нуля значение Е(оо), т. е. отсутствие текучести, указывает на наличие в полимерном теле стабильной (при заданных значениях