延燒三要素 : 可燃物(燃料)、助燃物(氧氣)、溫度(達到燃點)
阻燃四步驟 : 吸熱、覆蓋、抑制、窒息
任何燃燒在較短的時間所放出的熱量是有限的，如果能在較短的時間吸收火源所放出的一部分熱量，那麼火焰溫度就會降低，輻射到燃燒表面和作用於將已經氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會減少，燃燒反應就會得到一定程度的抑制。在高溫條件下，阻燃材料發生了強烈的吸熱反應，吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表面的溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延。
在可燃材料中加入阻燃劑後，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩定泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃氣體向外逸出的作用，從而達到阻燃目的。如有機磷類阻燃劑受熱時能產生結構更趨穩定的交聯狀固體物質或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止其內部的熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。
根據燃燒的鏈反應理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用於氣相燃燒區，捕捉燃燒反應中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區的火焰密度下降，最終使燃燒反應速度下降直至終止。阻燃劑的蒸發溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當聚合物受熱分解時，阻燃劑也同時揮發出來。此時阻燃劑與熱分解產物同時處於氣相燃燒區，便能夠捕捉燃燒反應中的自由基，干擾燃燒的鏈反應進行。
阻燃材料受熱時分解出不燃氣體，將可燃物分解出來的可燃氣體的濃度沖淡到燃燒下限以下。同時也對燃燒區內的氧濃度具有稀釋的作用，阻止燃燒的繼續進行，達到阻燃的作用。
膨脹發泡材料原理
其作用是在較高溫度下生成穩定的覆蓋層，或分解生成泡沫狀物質，覆蓋於高聚物材料的表面，使燃燒產生的熱量難以傳入材料內部，使高聚物材料因熱分解而生成的可燃性氣體難於逸出，並對材料起隔絕空氣的作用，從而抑制材料裂解，達到阻燃的效果。如磷酸酯類化合物和防火發泡塗料等可按此機理髮揮作用。
膨脹型阻燃劑添加到聚合物材料中，必須具備以下性質：熱穩定性好，能經受聚合物加工過程中200℃以上的高溫；由於熱降解要釋放出大量揮發性物質，並形成殘渣，因而該過程不應對膨脹發泡過程產生不良影響；該類阻燃劑系均勻分布在聚合物中，在材料燃燒時能形成一層完全覆蓋在材料表面的膨脹炭質；阻燃劑必須與被阻燃高聚物有良好的相容性，不能與高聚物和添加劑發生不良作用，不能過多惡化材料的物理、機械性能。膨脹型阻燃劑優於一般的阻燃劑之處在於無鹵、無氧化餅：低煙、少毒、無腐蝕性氣體；膨脹阻燃劑生成的炭層可以吸附熔融著火的聚合物，防止其滴落傳播火災。
耐火膨脹材料的技術核心就是做到周期可控、膨脹率可控。複合材料的強度是從零到有的過程，其收縮主要也出現在前期硬化過程，此時給予一定值域的膨脹，即可帶來有利的絕緣效果。而到了硬化後期，複合材料強度與結構形態已經趨於穩定，體積膨脹不但無法帶來有利結果，反而會引發結構破壞。綜上所述，膨脹劑材料的技術核心不在於膨脹，而在於何時膨脹、多大膨脹。好的膨脹劑必然是周期可控、膨脹率可控的。
膨脹型阻燃材其阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭層，它是一個多相系統，含有固體和液體和氣態產物。炭層阻燃性質主要體現在：使熱難於穿透凝聚相，阻止氧氣進入燃燒區域，阻止降解生成的氣態或液態產物溢出材料表面。焦碳層形成過程為：在150℃左右，酸源產生能酯化多元醇和可作為脫水劑的酸；在稍高的溫度下，酸與碳源進行酯化反應，而體系中的胺基則作為酯化反應的催化劑，加速反應；體系在酯化反應前和酯化過程中熔融，反應過程中產生的不燃性氣體使已處於熔融狀態的體系膨脹發泡，與此同時，多元醇和酯脫水碳化，形成無機物及碳殘餘物，體系進一步發泡；反應接近完成時，體系膠化和固化，最後形成多孔泡沫炭層。
