燃烧是一个复杂的过程，不同的纤维和不同的阻燃剂又有各种不同的性质，所以迄今尚未建立对各方面都适用的阻燃理论。目前的阻燃机理主要有四种理论：覆盖论、气体论、热论和催化脱水论。覆盖论认为某些阻燃剂在低于500℃下是稳定的，但在温度较高的情况下，能在纤维表面形成覆盖层，隔绝氧气，并阻止可燃性气体向外扩散。气体论认为阻燃剂在燃烧温度下能分解出不燃性气体，将纤维热分解放出的可燃性气体浓度稀释至可燃浓度以下，或者生成能俘获活泼性较高的游离基的抑制剂，终止游离基反应的进行。热论认为阻燃剂在高温下能发生熔融、气化等吸热作用，减少热量的生成，阻止燃烧的蔓延，或者是使热量迅速扩散，使织物达不到燃烧温度。催化脱水论认为阻燃剂能改变纤维的热裂解过程，减少可燃性气体和挥发性液体的生成量，从而抑制燃烧的进行。在实际的阻燃整理中，可能同时有几种作用，但以某一种作用为主。
（一）阻燃剂
具有阻燃效果的元素，主要限于元素周期表中ⅢA族的硼和铝，ⅣB族的钛和锆，V A族的氮、磷和锑以及ⅦA族的卤素。硼和铝化合物在织物上常用作不耐洗的阻燃整理。如硼砂和硼酸按1∶0.4～1∶1（摩尔比）配制的水溶液，即可用作棉织物的阻燃剂，其阻燃作用可能与其熔点较低，又会形成玻璃状涂层覆盖在纤维表面有关。氢氧化铝受热时会分解成氧化铝和水，分解时吸收大量的热量是它起阻燃作用的主要方面，其次是产生一定量的水分。
钛和锆化合物主要用于羊毛纤维的阻燃整理，它们与羊毛纤维中的—NH3＋形成离子键结合。在棉纤维上是以形成络合物而达到阻燃作用的。
氮化合物不能单独作阻燃剂，但与磷化合物混用时会有协同阻燃效果。磷是阻燃剂中一个最大的家族，具有阻燃作用的化合物有磷酸铵和聚磷酸铵类、磷酰胺类、磷酸酯类、亚磷酸酯类、膦酸酯类等。磷元素对纤维素纤维的阻燃作用主要是脱水作用，属凝固相阻燃作用。
三氧化二锑单独作阻燃剂不常见，与卤素阻燃剂混用可产生良好的协同阻燃效果，主要用于合成纤维及其与纤维素纤维的混纺织物。
含卤素的阻燃剂主要是有机化合物，其中以溴化合物居多。其阻燃作用是在燃烧气体中生成卤元素游离基，与高能量游离基产生链转移反应而阻止燃烧反应进行，其生成的卤化氢气体本身有稀释作用，也能起一定的抑制燃烧的作用，这类阻燃剂的阻燃作用主要是在气相中进行的。
（二）棉纤维的阻燃机理
纤维素热裂解时，可能产生如下两类反应：
棉纤维在200℃以下，纤维素吸热产生一些不燃性气体，如水蒸气和痕量的二氧化碳；温度超过200℃后，水蒸气和二氧化碳的生成量减少，可能纤维素的分子链开始切断，但生成的气体仍不会着火燃烧，在这个阶段，纤维素的失重很小，称为起始裂解阶段。当温度超过300℃后，热裂解进入活跃阶段，由原来的吸热反应变为放热反应，裂解产物主要是可燃性的醛酮类和焦油等，此阶段纤维素的失重极大，是主要裂解阶段。当温度在500℃以上，则主要生成碳化物残渣。
棉纤维经含磷阻燃剂整理后，其裂解起始温度降低了，甚至其裂解终止温度比未阻燃棉纤维的裂解起始温度还要低些，而残渣的重量却增加了，这是阻燃剂存在下改变了棉纤维的裂解机理：经阻燃整理的棉纤维在300℃左右就开始脱水炭化，这样就抑制了在340℃以上纤维素的1，4苷键断裂。因为β-葡萄糖-1，4-苷键的断裂，其中间产物可能是左旋葡萄糖或1，6-脱水-β-D-呋喃葡萄糖，形成左旋葡萄糖后就容易生成各种可燃性气体。
含磷阻燃剂在较低温度下还会分解生成磷酸，随着温度的升高变成偏磷酸，继之缩合成聚偏磷酸。聚偏磷酸是一种强烈的脱水剂，能促使纤维素炭化，抑制可燃性裂解产物的生成，从而起阻燃作用。此外，分解产生的磷酸，又会形成不挥发性的保护层，既能隔绝空气，又是纤维素燃烧中使碳氧化成一氧化碳的催化剂，因而，减少了二氧化碳的生成。由于碳生成一氧化碳的生成热（110.4kJ/mo1）小于生成二氧化碳的生成热（394.6kJ/mo1），这样就有效地抑制了热量的释放，能阻止纤维素的燃烧。故其阻燃作用主要是发生在凝固相部分。
（三）涤纶的阻燃机理(www.xing528.com)
涤纶在裂解温度下，其裂解产物的组成是气体、焦油状高沸点物和残渣。三类裂解产物的比例随温度不同而异，其中气体组分随温度升高而增加，焦油状组分在600℃时出现最大值，而残渣则随温度升高而减少。气体和焦油状组分是决定其燃烧性的关键所在。
涤纶的裂解产物至少有30种以上，主要有二氧化碳、一氧化碳、乙醛、苯、苯甲酸、对苯二甲酸等。其中，二氧化碳、一氧化碳和苯的含量随温度升高而增加，乙醛、苯甲酸和对苯二甲酸的含量随温度的升高而降低。涤纶燃烧时会产生大量的烟雾，这主要是由于苯、苯甲酸、对苯二甲酸等芳香族化合物不完全燃烧引起的。另外，与纤维素的裂解产物相比，其裂解产物的自燃温度也高，这就是涤纶的燃烧温度比纤维素纤维高的原因所在，前者为400℃左右，后者为550～570℃。
涤纶经阻燃整理后，其裂解温度和产物基本不变，残渣中不含阻燃剂成分，可以认为，涤纶的阻燃作用主要发生在气相部分。
一般认为，燃烧是连锁反应，其中有关过程为：
形成过氧化物：
生成游离基：
通过支化反应使燃烧蔓延：
在燃烧的火焰中，主要的放热反应是：
从而提供了保持燃烧的大部分热量。因此，为了减慢或终止燃烧的作用，必须强烈抑制分子链的支化反应①和②的进行。
氯或溴的卤素衍生物常用作涤纶的阻燃剂，它的阻燃作用一般认为是按气相机理进行的。当阻燃剂中不含H时，首先释放卤原子，当含H时释放卤化氢：
卤原子与可燃性气体反应生成卤化氢，RH＋X·→R·＋HX，卤化氢通过抑制链的支化而产生阻燃作用，所以，卤化氢属于真正的火焰抑制剂。
在此情况下，反应④、⑤与反应①、②相互竞争，通过这些反应，活性H原子和HO·被消耗了，反应③的速度可以降得很低，所以起到阻燃作用。
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