阻燃剂的阻燃机理
阻燃剂通过吸热效应、覆盖效应、抑制链式反应、窒息不可燃气体等多种机理发挥其阻燃作用。大多数阻燃剂通过几种机理达到阻燃的目的。
1，吸热效应
任何燃烧在短时间内释放的热量都是有限的。如果能在短时间内吸收一部分火源释放的热量，降低火焰温度，减少辐射到燃烧表面并作用于使汽化的可燃分子裂解成自由基的热量，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下，阻燃剂发生强烈的吸热反应，吸收燃烧释放的部分热量，降低可燃物质的表面温度，有效抑制可燃气体的生成，阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理是通过增加聚合物的热容量来提高其阻燃性能，使其在达到热分解温度之前吸收更多的热量。这种阻燃剂充分发挥了其与水蒸气结合时大量吸热的作用，提高了自身的阻燃能力。
2.覆盖函数
在可燃物质中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定的泡沫涂层，能隔绝氧气，具有隔热、隔氧、防止可燃气体逸出的作用，从而达到阻燃的目的。例如，有机磷封端阻燃剂在加热时可以产生结构更稳定的交联固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面可以阻止聚合物的进一步热解，另一方面可以阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。
3.链式反应的抑制
根据燃烧的链式反应理论，维持燃烧所需要的是自由基。阻燃剂可以作用于气相燃烧区，捕获燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰蔓延，降低燃烧区的火焰密度，最终降低燃烧反应速度，直至终止。如含卤阻燃剂，其蒸发温度与聚合物的分解温度相同或接近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也随之挥发。此时含卤阻燃剂和热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素可以捕获燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰蔓延，降低燃烧区的火焰密度，最终降低燃烧反应速度直至终止。
4.不可燃气体窒息
阻燃剂受热时分解不可燃气体，可燃物质分解出的可燃气体浓度被稀释到燃烧下限以下。同时可以稀释燃烧区的氧气浓度，阻止燃烧继续，达到阻燃效果。
5燃烧和阻燃机理
在第3节以及表3和表4中，我们讨论了决定纺织纤维固有燃烧行为的基本热参数。为了了解现有的纺织品阻燃剂是如何工作的，更重要的是，如何开发未来的阻燃剂，关键是更深入地探索成纤聚合物的燃烧机理。
5.1阻燃策略
图7显示了纺织品燃烧机制(作为反馈机制)的过程，其中燃料(来自纤维的热降解或热解)、热量(来自点火和燃烧)和氧气(来自空气)都作为主要成分。为了中断这种机制，人们提出了五种方式(a)～(e)。阻燃剂可以通过一种或多种方式发挥作用。以下是阶段和相关的阻燃效果:
a)排热；
b)提高分解温度；
c)减少可燃挥发物的形成并增加碳的量；
d)减少与氧气的接触或稀释火焰；
e)干扰火焰化学反应和/或增加燃料点火温度(TC)；
熔化和/或降解和/或脱水需要吸收大量的热量(例如，背涂层中含有无机和有机磷制剂、氢氧化铝或水合氧化铝)。通常不被阻燃剂使用；但它更常见于固有的耐火和耐热纤维(如芳纶纤维)。纤维素和羊毛中的阻燃剂大多含有磷和氮；羊毛中的重金属复合物。水合阻燃剂和一些促进木炭燃烧的阻燃剂可以释放水分；含卤素的阻燃剂会释放卤化氢。含卤素的阻燃剂，通常与氧化锑结合。从上面可以看出，某些种类的阻燃剂可以在很多方面发挥作用，其中大部分都是有效的例子。此外，一些阻燃剂可以产生液相中间体，可以润湿纤维表面，从而成为隔热隔氧的屏障——广泛接受的硼酸盐-硼酸混合物可以通过这种方式发挥作用。此外，它还能促进成炭。为了简化化学阻燃行为不同方式的分类，术语“凝聚”相和“气体或蒸汽”相活性可用于区分它们。两者都是复合词。前者包括上述(a ~ c)模式，后者包括(d)和(e)模式。物理机制通常同时起作用，包括通过形成涂层来去除氧气和/或热量(模式D)、增加热容量(模式A)以及用不可燃气体稀释或覆盖火焰(模式D)。
5.2热塑性
纤维能否被软化和/或熔化(由表3中的物理转变温度定义)决定了它是否是热塑性的。由于其相关的物理变化，热塑性塑料会严重影响阻燃剂的行为。传统的热塑性纤维(如聚酰胺、聚酯和聚丙烯)一收缩就能离开点火火焰，从而避免被点燃:这使它们在表面上显得阻燃。事实上，如果收缩受阻，它们会剧烈燃烧。这种所谓的支架效应可以在涤棉及类似混纺织物上看到，即熔融的聚合物熔化到非热塑性的棉花上，被点燃。在由热塑性和非热塑性成分组成的复合纺织品中也可以看到类似的效果。
有了以上效果，液滴(通常是燃烧的液滴)问题就来了。虽然这种液滴可以带走火焰前锋的热量，促进火焰熄灭(因此可以'通过'垂直火焰测试)，但它可以使其下面的表面(如地毯或皮肤)燃烧或复燃。
在大规模生产过程中或作为整理剂应用于传统合成纤维的大多数阻燃剂通常通过增强熔体滴落和/或促进火焰液滴熄灭来起作用。到目前为止，还没有任何手段可以降低热塑性并大大促进成炭，阻燃处理的纤维素(包括粘胶纤维)就是这种情况。
5.3阻燃机理和成炭
以(d)和/或(e)的方式在气相中起作用的阻燃剂具有以下优点，即，它们将降低点燃倾向并有助于熄灭形成纺织纤维的聚合物的火焰。这是因为一旦热降解产生的挥发性产物或燃料与火焰中的氧气发生反应，它们的化学性质就会变得非常相似。因此，切断氧气(途径(e))或产生干扰性自由基(途径(f))这两种方式无疑可以保证阻燃的效果。
根据成本和效益，锑-卤素阻燃剂是本体聚合物和背面涂层纺织品领域中最成功阻燃剂。与用于纤维素纤维的含磷和氮的纤维反应性耐久阻燃剂不同(见下文)，它们通常只能通过树脂粘合剂用作背面涂层剂。就纺织品而言，大多数锑-卤素系统由三氧化二锑和含溴有机分子组成，如十溴二苯氧(十溴二苯氧)或六溴环十三烷(HBCD)。一旦加热，这些物质将释放HBr基团和Br。基地。根据下面的示意图，这两种物质会干扰火焰的化学反应。示意图中:R、CH2、H、OH基团是火焰氧化链式反应的一部分，消耗燃料(RCH3)和氧气；