هنگامی که کاغذ (یا مقوا) می سوزد، سطح کاغذ بلافاصله جلوتر از شعله برای تولید گازها در معرض حرارت قرار می گیرد. به دلیل انتشار گاز، شعله به خارج از منطقه تجزیه در اثر حرارت گسترش مییابد، در حالی که رسانش حرارتی همزمان در ماده، سطوح کاغذ مجاور را تا دمای تجزیه در اثر حرارت گرم میکند. تاخیر در شعله به توانایی یک ماده برای سوختن بسیار آهسته هنگام قرار گرفتن در معرض منبع اشتعال و توقف سوختن و خاموش شدن سریع پس از برداشتن منبع احتراق اشاره دارد.
برای ایجاد خاصیت ضد شعله به کاغذ (یا مقوا)، یک رویکرد سه- مورد نیاز است: جداسازی سطح کاغذ از شعله برای جلوگیری از احتراق و پخش شدن شعله در سطح. کاهش یا تخلیه اکسیژن در محیط احتراق برای خفه کردن شعله؛ و کاهش دما در منطقه احتراق-یا استفاده از الیاف مقاوم در برابر آتش-برای جلوگیری از پیرولیز سطح کاغذ.
این اهداف معمولاً از طریق افزودن عوامل شیمیایی شناخته شده به عنوان بازدارنده شعله به دست می آیند. بازدارنده های شعله از طریق مکانیسم های مختلف از جمله اثرات گرماگیر، اثرات جداسازی، اثرات رقیق سازی و اثرات بازدارندگی به هدف خود می رسند. در شرایط احتراق، بازدارنده های شعله بر پایه فسفر-ترکیبات فرار فسفر و اسید فسفریک تولید می کنند. این مواد به صورت گازی عمل می کنند تا غلظت اکسیژن و گازهای قابل احتراق را رقیق کنند، در حالی که اسید فسفریک به اسید متافسفریک و اسید متافسفریک تبدیل می شود و یک فیلم محافظ پلیمری غیرفرار روی فاز جامد در حال سوختن تشکیل می دهد. بازدارنده های شعله بر پایه هالوژن-در طی احتراق برای تولید هالیدهای هیدروژن تجزیه حرارتی می شوند. این ترکیبات رادیکال های آزاد تولید شده در اثر تخریب پلیمر را از بین می برند و در نتیجه واکنش زنجیره ای احتراق را به تاخیر می اندازند یا قطع می کنند. بعلاوه، به عنوان گازهای غیرقابل اشتعال، هالیدهای هیدروژن می توانند سدی با غلظت- روی سطح کاغذ و محصولات کاغذی ایجاد کنند و به طور موثر آنها را از هوا جدا کنند. اثر بازدارنده شعله بوراتها عمدتاً از توانایی آنها در تشکیل یک پوشش آتشزای غیرآلی و شیشهای ناشی میشود. این پوشش باعث تشدید زغال سنگ می شود، مانع از فرار مواد قابل احتراق فرار می شود و در دماهای بالا دچار کم آبی می شود{12}}در نتیجه خنک کننده گرماگیر، کف کردن، و اثرات رقیق شدن قابل احتراق را ایجاد می کند. پس از تجزیه حرارتی در طی احتراق، ترکیبات مبتنی بر نیتروژن گازهایی مانند N2، CO و NH3 آزاد میکنند و در نتیجه تامین اکسیژن را قطع میکنند. بازدارنده های غیر آلی شعله{17}}مانند هیدروکسید آلومینیوم (تری هیدرات آلومینیوم){18}}بخار آب را پس از تجزیه حرارتی آزاد می کنند. این بخار گازهای قابل احتراق را رقیق می کند در حالی که به طور همزمان یک اثر خنک کننده ایجاد می کند و همچنین تشکیل یک لایه کربنی را که سطح محصول کاغذی را می پوشاند تسهیل می کند. پس از گرم شدن، هیدروکسید منیزیم تحت تجزیه حرارتی قرار می گیرد و آب کریستال آزاد می کند و گرما را جذب می کند. اکسید منیزیم پایدار تولید شده توسط این تجزیه، یک لایه محافظ بر روی سطح مواد قابل احتراق تشکیل می دهد، در نتیجه عایق حرارتی ایجاد می کند، در حالی که بخار آب تولید شده غلظت مواد قابل احتراق را در منطقه احتراق گاز{20}} کاهش می دهد.
