Mecanismul de acțiune al retardanților de flacără este complex și nu este încă pe deplin înțeles. În general, se crede că compușii halogeni se descompun la expunerea la foc și căldură, eliberând ioni de halogenură care reacționează cu polimerii pentru a produce halogenuri de hidrogen. Aceste halogenuri de hidrogen reacţionează cu numeroşii radicali hidroxil activi (HO·) generaţi în timpul arderii, reducându-le concentraţia şi încetinind viteza de ardere până când flacăra se stinge. Dintre halogeni, bromul are un efect ignifug mai mare-decît clorul. Ignifugării care conțin fosfor-acţionează prin formarea acidului metafosforic în timpul arderii. Acidul metafosforic polimerizează într-un polimer foarte stabil, formând un strat protector pe plastic și izolându-l de oxigen.
Ignifugele își exercită efectul-ignifug prin mai multe mecanisme, cum ar fi acțiunea endotermă, efectul de acoperire, inhibarea reacțiilor în lanț și efectul de sufocare al gazelor ne-incombustibile. Majoritatea ignifugelor își ating scopul-ignifug prin acțiunea combinată a mai multor mecanisme.
1. Actiune endotermica
De ce ar trebui să te îndepărtezi imediat când vezi fum roșu dintr-un avion? Căldura degajată în timpul arderii este limitată într-un timp scurt. Daca o parte din caldura degajata de sursa de foc poate fi absorbita intr-o perioada mai scurta, temperatura flacarii va scadea, reducand caldura radiata catre suprafata de ardere si actionand asupra moleculelor combustibile deja vaporizate pentru a le descompune in radicali liberi. Acest lucru va inhiba într-o oarecare măsură reacția de ardere. În condiții de temperatură-înaltă, substanțele ignifuge suferă o reacție endotermă puternică, absorbind o parte din căldura eliberată în timpul arderii, scăzând temperatura de suprafață a materialului combustibil, inhibând eficient formarea de gaze inflamabile și prevenind răspândirea arderii. Mecanismul-ignifug al retardanților de flacără Al(OH)3 este de a crește capacitatea termică a polimerului, permițându-i acestuia să absoarbă mai multă căldură înainte de a atinge temperatura de descompunere termică, îmbunătățind astfel performanța de ignifugare-. Acești retardanți de flacără își folosesc pe deplin caracteristica de a absorbi o cantitate mare de căldură atunci când sunt combinați cu vaporii de apă, sporind propria lor capacitate de ignifugare-.
2. Efect de acoperire
După adăugarea ignifugelor la materialele combustibile, ignifugele pot forma un strat de acoperire sticlos sau stabil de spumă la temperaturi ridicate, izolând oxigenul și oferind izolație, izolație de oxigen și împiedicând scăparea gazelor combustibile, atingând astfel scopul de ignifugare. De exemplu, substanțele ignifuge organofosforice, atunci când sunt încălzite, pot produce o substanță solidă-încrucișată mai stabilă sau un strat carbonizat. Formarea acestui strat carbonizat poate preveni piroliza ulterioară a polimerului și poate împiedica produșii săi de descompunere termică internă să intre în faza gazoasă și să participe la procesul de ardere.
3. Inhibarea reacțiilor în lanț
Conform teoriei reacției în lanț a arderii, radicalii liberi sunt necesari pentru a susține arderea. Ignifugării pot acționa în zona de ardere în fază gazoasă-, captând radicalii liberi în reacția de ardere, prevenind astfel propagarea flăcării, reducând densitatea flăcării în zona de ardere și, în cele din urmă, încetinind reacția de ardere până la sfârșit. De exemplu, retardanții de flacără halogenați au temperaturi de evaporare care sunt aceleași sau apropiate de temperatura de descompunere a polimerului. Când polimerul se descompune la încălzire, agentul ignifug se volatilizează, de asemenea, simultan. În acest moment, retardanții de flacără halogenați și produșii de descompunere termică se află simultan în zona de ardere în fază gazoasă, iar halogenul poate capta radicalii liberi în reacția de ardere, interferând cu reacția în lanț a arderii.
4. Efectul de asfixiere al gazelor ne-combustibile
Când sunt încălzite, substanțele ignifuge se descompun pentru a elibera gaze ne-combustibile, diluând concentrația de gaze combustibile eliberate din materialul combustibil sub limita inferioară de inflamabilitate. De asemenea, diluează concentrația de oxigen din zona de ardere, împiedicând arderea să continue și obținând astfel un efect ignifug-.
