阻燃劑的作用機(jī)理是比較復(fù)雜的，包含有各種因素，但阻燃劑的作用不外乎通過物理途徑和化學(xué)途徑來達(dá)到切斷燃燒循環(huán)的目的。關(guān)于阻燃劑的作用機(jī)理，現(xiàn)在還有很多地方不清楚，但就目前已發(fā)表的觀點，可以歸納為以下幾個方面。

(1)阻燃劑分解產(chǎn)物的脫水作用使有機(jī)物碳化塑料的燃燒是分解燃燒，而通常單質(zhì)礙不進(jìn)行產(chǎn)生火焰的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒。因此，如能使塑料的熱分解迅速進(jìn)行，不停留在可燃性物質(zhì)階段而一直分解到碳為止，就能防止燃燒。例如，用磷酸鹽或重金屬鹽的水溶液浸漬過的纖維素。干燥后在加熱時只碳化變焦，難以引起產(chǎn)生火焰的燃燒。這是由于磷酸 鹽引起了纖維素的脫水反應(yīng)，從而促進(jìn)了単質(zhì)碳的生成。

當(dāng)有機(jī)磷化合物暴露于火焰中時，會發(fā)生如下的分解反應(yīng)：

有機(jī)磷化合物一磷酸一偏磷酸一聚偏磷酸

最終生成的聚偏磷酸是非常強(qiáng)的脫水劑，能促進(jìn)有機(jī)化合物碳化，所產(chǎn)生的炭黑膜起了阻燃的作用。

(2)阻燃劑分解形成不揮發(fā)性的保護(hù)膜阻燃劑在樹脂燃燒的溫度下分解，其分解產(chǎn)物形成不揮發(fā)性的保護(hù)膜覆蓋在樹脂的表面上，從而把空氣隔絕達(dá)到阻燃的目的。在使用硼砂-硼酸混合物和囪化磷作為阻燃劑時就是這種情況。

鹵化磷(R4PX)受熱分解生成磷和烷基鹵化物(RX)。磷很容易被氧化生成磷氧化合物(R3PO)，再進(jìn)一歩分解生成聚磷酸鹽玻璃體。此連續(xù)的玻璃體形成一層保護(hù)膜。覆蓋在聚合物表面把氧隔絕，而發(fā)揮其阻燃效果。

(3)阻燃劑分解產(chǎn)物將自由基鏈反應(yīng)切斷塑料燃燒時分解為炷，炷在高溫下進(jìn)一步氧化分解產(chǎn)生HO-自由基，HO·自由基的鏈反應(yīng)使姪的火焰燃燒持續(xù)進(jìn)行下去。在聚合物的燃燒過程中，姪的火焰燃燒是最重要的，因此如能將H0?自由基的鏈反應(yīng)切斷就能有效地防止火焰燃燒。

烴的燃燒過程是很復(fù)雜的。HO·自由基具有很高的能量。反應(yīng)速度非?？臁Ｋ?，燃燒的程度由HO·自由基的增殖程度而定。

當(dāng)有含鹵阻燃劑存在時，則含鹵阻燃劑在高溫下會分解產(chǎn)生鹵化氫，而鹵化氫能把燃燒過程中生成的高能量的HO·自由基捕獲，轉(zhuǎn)變成低能量的X·自由基和水。同時X·自由基與烴反應(yīng)再生成為HX。如此循環(huán)下去，于是將HO·自由基的鏈反應(yīng)切斷。聚合物熱分解產(chǎn)生的氫通過上述途徑變成了水，僅留下炭黑變成了黑煙，結(jié)果使烴的火焰燃燒熄滅。

(4)自由基引發(fā)、氧化鋒與含鹵阻燃劑的協(xié)同作用把脂肪族含溟阻燃劑與過氧化：異両革等自由基引發(fā)劑并用，可以產(chǎn)生非常強(qiáng)的阻燃效果，這是由于在熱的作用下過氧化物等自由基引發(fā)劑促進(jìn)了Br-自由基的產(chǎn)生，從而使燃燒過程中產(chǎn)生的HO·自由基迅速消失的緣故。

聚苯乙烯單用含鹵阻燃劑時，需要10％?15%的Cl或4%?5%的Br才能達(dá)到難燃的口的;如果和自由基引發(fā)劑并用。則僅需4%?8%的C1或0.5%?3%的Br就可以了。

氧化銻(Sb2O3)作為阻燃劑單獨使用時效果很差，但與鹵化物并用時卻有優(yōu)良的效果，其主要原因是在高溫下生成了鹵化銻。

SbCl3(沸點223℃)和SbBr3沸點288℃都是沸點較高的揮發(fā)性物質(zhì)，因而能較長時間地留在燃燒區(qū)域中。鹵化銻在液、固相中能促進(jìn)聚合物。阻燃劑體系脫鹵化氫和聚合物表面碳化。同時在氣相中又能捕獲HO·自由基。所以，氧化銻與含鹵阻燃劑并用是最廣泛使用的阻燃配方。

(1) 燃燒熱的分散和可燃性物質(zhì)的稀釋

氫氧化鋁就是具備這種功能的阻燃劑之。它的阻燃性不強(qiáng)，因此添加的份量高達(dá)40?60份，兼作填充劑。在塑料燃燒時，氫氧化鋁會發(fā)生分解，同時吸收大量的熱。

由于燃燒熱被大置吸收，降低了聚合物的溫度，從而減緩了分解蒸發(fā)和燃燒。氫氧化鋁是不燃的，當(dāng)以40?60份的量填充到聚含物中時，等于將可燃性聚合物“稀釋”。從而提高了難燃性。

另一方面在聚合物熱分解產(chǎn)生可燃性氣體的同時，如果聚合物-阻燃劑體系能分解產(chǎn)生H2O、HCl、NBr、CO2、NH3、N2等不燃性氣體，就能在一定程度上將可燃性氣體稀釋，達(dá)到阻燃效果。阻燃劑的作用實際上是上述各種因素綜合在一起的一個很復(fù)雜的過程。