Atunci când hârtia (sau cartonul) arde, suprafața hârtiei imediat dinaintea flăcării este supusă pirolizei pentru a genera gaze; datorită difuziei gazului, flacăra se extinde dincolo de zona de piroliză, în timp ce conducția simultană a căldurii în interiorul materialului încălzește suprafețele de hârtie adiacente la temperatura lor de piroliză. Ignifugarea se referă la capacitatea unui material de a arde foarte lent atunci când este expus la o sursă de aprindere și de a înceta arderea și de a se stinge automat rapid odată ce sursa de aprindere este îndepărtată.
Pentru a conferi proprietăți de ignifugare- hârtiei (sau cartonului), este necesară o abordare în trei-: izolarea suprafeței hârtiei de flacără pentru a preveni arderea și răspândirea flăcării pe suprafață; reducerea sau epuizarea aportului de oxigen din mediul de ardere pentru a sufoca flacăra; și scăderea temperaturii în zona de ardere-sau utilizarea fibrelor-rezistente la foc-pentru a inhiba piroliza suprafeței hârtiei.
Aceste obiective sunt de obicei atinse prin adăugarea de agenți chimici cunoscuți sub numele de retardanți de flacără. Ignifugele își ating scopul prin diferite mecanisme, inclusiv efecte endoterme, efecte de izolare, efecte de diluare și efecte de inhibiție. În condiții de ardere, retardanții de flacără pe bază de fosfor-generează compuși volatili ai fosforului și acid fosforic; aceste substanțe acționează sub formă gazoasă pentru a dilua concentrațiile de oxigen și gaze combustibile, în timp ce acidul fosforic se transformă în acid metafosforic și acid poli-metafosforic, formând o peliculă protectoare polimerică ne{-volatilă peste faza solidă care arde. Ignifugenții pe bază de halogen-supun descompunere termică în timpul arderii pentru a produce halogenuri de hidrogen; acești compuși captează radicalii liberi generați de degradarea polimerului, întârziind sau întrerupând astfel reacția în lanț de ardere. În plus, ca gaze ne-inflamabile, halogenurile de hidrogen pot forma o barieră de-concentrație ridicată pe suprafața hârtiei și a produselor din hârtie, izolându-le eficient de aer. Acțiunea-ignifugă a boraților provine în principal din capacitatea lor de a forma o acoperire intumescentă sticloasă, anorganică; această acoperire promovează formarea carbonului, împiedică scăparea substanțelor combustibile volatile și suferă deshidratare la temperaturi ridicate-oferind astfel efecte de răcire endotermă, spumare și diluare-combustibilă. La descompunerea termică în timpul arderii, compușii pe bază de azot-eliberează gaze precum N₂, CO și NH₃, întrerupând astfel furnizarea de oxigen. Ignifugenții anorganici-cum ar fi hidroxidul de aluminiu (trihidrat de aluminiu)-eliberează vapori de apă la descompunere termică; acești vapori diluează gazele combustibile, oferind simultan un efect de răcire și, de asemenea, facilitează formarea unui strat carbonizat care acoperă suprafața produsului din hârtie. La încălzire, hidroxidul de magneziu suferă descompunere termică, eliberând apă cristalină și absorbind căldură; oxidul de magneziu stabil produs prin această descompunere formează un strat protector pe suprafața materialelor combustibile, oferind astfel izolație termică, în timp ce vaporii de apă generați reduc concentrația de substanțe combustibile în zona de ardere-gazoasă.
