Cơ chế hoạt động của chất chống cháy rất phức tạp và chưa được hiểu đầy đủ. Người ta thường tin rằng các hợp chất halogen bị phân hủy khi tiếp xúc với lửa và nhiệt, giải phóng các ion halogenua phản ứng với các polyme để tạo ra hydro halogenua. Các halogenua hydro này phản ứng với nhiều gốc hydroxyl hoạt động (HO ·) được tạo ra trong quá trình đốt cháy, làm giảm nồng độ của chúng và làm chậm tốc độ đốt cháy cho đến khi ngọn lửa tắt. Trong số các halogen, brom có tác dụng chống cháy-cao hơn clo. Phốt pho-chứa chất chống cháy hoạt động bằng cách hình thành axit metaphosphoric trong quá trình đốt cháy. Axit metaphosphoric polyme hóa thành một loại polyme rất ổn định, tạo thành một lớp bảo vệ trên nhựa và cách ly nó khỏi oxy.
Chất chống cháy phát huy tác dụng chống cháy-thông qua một số cơ chế, chẳng hạn như tác dụng thu nhiệt, tác dụng che phủ, ức chế phản ứng dây chuyền và tác dụng làm ngạt thở của các khí không cháy-. Hầu hết các chất chống cháy đều đạt được mục đích chống cháy-thông qua hoạt động kết hợp của một số cơ chế.
1. Tác dụng thu nhiệt
Tại sao bạn phải di chuyển ngay lập tức khi nhìn thấy khói đỏ từ máy bay? Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy bị hạn chế trong thời gian ngắn. Nếu một phần nhiệt lượng tỏa ra từ nguồn lửa có thể được hấp thụ trong thời gian ngắn hơn, nhiệt độ ngọn lửa sẽ giảm, làm giảm lượng nhiệt tỏa ra bề mặt cháy và tác động lên các phân tử dễ cháy vốn đã bốc hơi để phân hủy chúng thành các gốc tự do. Điều này sẽ ức chế phản ứng đốt cháy ở một mức độ nào đó. Trong-điều kiện nhiệt độ cao, chất chống cháy trải qua phản ứng thu nhiệt mạnh, hấp thụ một phần nhiệt thoát ra trong quá trình đốt cháy, hạ thấp nhiệt độ bề mặt của vật liệu dễ cháy, ức chế hiệu quả sự hình thành khí dễ cháy và ngăn chặn quá trình cháy lan rộng. Cơ chế chống cháy-của chất chống cháy Al(OH)3 là tăng khả năng chịu nhiệt của polyme, cho phép nó hấp thụ nhiều nhiệt hơn trước khi đạt đến nhiệt độ phân hủy nhiệt, từ đó cải thiện hiệu suất chống cháy-của nó. Những chất chống cháy này phát huy tối đa đặc tính hấp thụ một lượng nhiệt lớn khi kết hợp với hơi nước, nâng cao khả năng-chống cháy của chính chúng.
2. Hiệu ứng che phủ
Sau khi thêm chất chống cháy vào vật liệu dễ cháy, chất chống cháy có thể tạo thành lớp phủ bọt thủy tinh hoặc ổn định ở nhiệt độ cao, cách ly oxy và cung cấp vật liệu cách nhiệt, cách ly oxy và ngăn chặn sự thoát ra của khí dễ cháy, do đó đạt được mục đích chống cháy. Ví dụ: chất chống cháy phốt pho hữu cơ, khi đun nóng, có thể tạo ra chất rắn liên kết ngang-ổn định hơn hoặc lớp cacbon hóa. Sự hình thành của lớp cacbon hóa này có thể ngăn chặn quá trình nhiệt phân tiếp theo của polymer và ngăn các sản phẩm phân hủy nhiệt bên trong của nó đi vào pha khí và tham gia vào quá trình đốt cháy.
3. Ức chế phản ứng dây chuyền
Theo lý thuyết phản ứng dây chuyền của quá trình đốt cháy, cần có các gốc tự do để duy trì quá trình đốt cháy. Chất chống cháy có thể hoạt động trong vùng đốt pha khí-, thu giữ các gốc tự do trong phản ứng đốt cháy, do đó ngăn chặn sự lan truyền của ngọn lửa, giảm mật độ ngọn lửa trong vùng đốt cháy và cuối cùng làm chậm phản ứng đốt cháy cho đến khi nó kết thúc. Ví dụ, chất chống cháy halogen hóa có nhiệt độ bay hơi bằng hoặc gần với nhiệt độ phân hủy polyme. Khi polyme phân hủy khi đun nóng, chất chống cháy cũng bay hơi đồng thời. Tại thời điểm này, các sản phẩm phân hủy nhiệt và chống cháy halogen hóa đồng thời ở trong vùng đốt pha khí- và halogen có thể thu giữ các gốc tự do trong phản ứng đốt cháy, cản trở phản ứng dây chuyền của quá trình đốt cháy.
4. Hiệu ứng ngạt thở của khí-không cháy
Khi đun nóng, chất chống cháy phân hủy để giải phóng-khí không cháy, làm loãng nồng độ khí dễ cháy thoát ra từ vật liệu dễ cháy xuống dưới giới hạn dễ cháy thấp hơn. Nó cũng làm loãng nồng độ oxy trong vùng đốt, ngăn quá trình đốt cháy tiếp tục và do đó đạt được hiệu quả-chống cháy.
