防焰理論、防焰藥劑與纖維之防焰加工
有關防焰性能方面，首先應對燃燒物之燃燒及其燃燒過程作初步認識，且於其燃燒過程中，當燃燒溫度達幾度以上時，可能產生何種可燃性氣體。
一．燃燒與燃燒過程 燃燒係指物體因受熱分解，其所產生之可燃性氣體與空氣中之氧氣混合起化學作用，產生光和熱並生成水及碳氧氣體而言。此時因所生之熱，使得燃燒分解並產生可燃性氣體，而持續進行燃燒。此過程中下圖所示。
二．纖維之熱分解過程及其燃燒性 在一般生活環境中，纖維製品可稱之為最具代表之燃燒物（或稱之燃料），其熱分解過程因纖維之不同而有所差異，主要分別如下：
纖維→分解→著火 例如：綿、人造絲(rayon、螺縈)、麻、羊毛等。
纖維→軟化→分解→著火 例如：丙烯纖維(acryl)、醋酯人造纖維(acetate)、維尼綸(vinylon, 聚乙烯醇縮纖維)。
纖維→軟化→溶解→著火 例如：尼龍(nylon, 聚酮銨鑯維)、聚酯纖維(polyester)、聚丙烯纖維(polypropyrene)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)。
下圖係表示纖維燃燒性之發火溫度及燃燒熱。
上圖所示，可明顯看出木棉及人造絲較容易著火；而合成纖維雖較難者火，但因著火後燃燒熱較大，故有火災擴大蔓延之危險性。羊毛因著火困難，且其燃燒熱與木綿相常，與其他纖維相比，顯得較為安全。 纖維著火後，可以氧濃度指數（OI值）來表示維持其持續燃燒之難易程度。有關氧濃度指數，一般係指在氮氣與氧氣之混合氣體中，為使物質持續燃燒之所需最小氧氣量。其容量百分比以下式表示之。
纖 維 種 類
OI 值
羊 毛
24~26
綿
17~20
Rayon
Polyester
20~22
Nylon
Acryl
18~20
Acryl 絲
28~37
Polypropyren
Vinylon
Polychlal
27~34
Polyviny chloride
35~37
防焰化 將火源移除後，火焰不再擴大而終至熄滅，如使可燃物具有此種性能者，我們稱之為「防焰化」。因此，使物品防焰化之後，可有效防止初期火災因窗簾、地毯、巾幕等媒介物而導致擴大延燒。
被覆說
附著於燃燒物表面之物質，因火焰而產生發泡、膨脹或玻璃化等現象，而形成斷熱層或產生不燃性物質阻絕火焰，使熱傳導變小而不起熱分解作用，達到防焰之效果。利用此法，自古吾人即有以石膏或粘土塗覆在織物表面之作法；另外，亦有使用硼砂、硼酸之方法。
不燃性氣體之稀釋理論說、抑制燃燒反應理論
燃燒物依圖-1所示進行加熱分解，產生可燃性氣體，當這些可燃性氣體與空氣混合後燃燒時，其濃度太濃或太稀，均不會發生燃燒作用。（此燃燒所需可燃性氣體濃度範圍，稱之為燃燒範圍）故如加入不燃性氣體，使其可燃性氣體下降至下限值以下時，便抑制燃燒反應；因此，如果燃燒物著火時，如如果附加可產生不燃性氣體之藥劑（防焰藥劑），則可藉其產生之不燃性氣體之稀釋作用，使可燃性氣體濃度下降至下限值以下，而達到滅火。
而含有鹵元素中氯離子、溴離子成份之不燃性氣體，其滅火即如鹵化烷（海龍滅火藥劑）一樣，效果極佳，其原理則不似前述之稀釋作用，而為抑制燃燒反應作用。
不燃性體之滅火最小稀釋率（抑制燃燒反應之不燃性氣體最低濃度）如表-2所示，因含有氯離子或溴離子之化合物具有絕佳之滅火效果，故所需滅火濃度遠較水蒸氣或二氧化碳等低。
吸熱及斷熱理論
燃燒物因受熱而分解，產生可燃性氣體後、發熱，其熱量使燃燒物再行分解。而防焰藥劑當受熱分解時，可吸收大量之熱，燃燒物之燃燒熱受到吸熱之故，致燃燒物之分解趨於緩慢，終至滅火。
可燃物氣體
滅火最小稀釋率
H2
CO2
CH3Br
CCl4
CO
54
52
6.2
2.0
甲烷
29
24
4.7
12.5
乙烷
-
33
乙烯
40
11.7
苯
35
31
7.8
乙醛
79
丙酮
防焰藥劑
織品中之防焰藥劑量(wt%)
碳化溫度 (℃)
碳化溫度變化 (℃)
未處理
0
340
溴化銨
7
200
-140
氯化銨
38
220
-120
硫酸銨
12
250
-90
磷酸銨
8
240
-100
硼砂
60
310
-30
硼酸
90
320
-20
硼砂：硼酸 (7:3)
15
315
-25
氯化鈣
14
280
-60
矽酸鈉
20
鎢酸鈉
9
305
-35
氯化鋅
230
-110
由於防焰藥劑經熱分解產生不燃性氣體，在燃燒物表面形成氣體層，而熱源與可燃物之間形成氣體層結果，導致熱傳導效果下降，使得附近氧氣濃度或可燃性氣體濃度降低。
此種藥劑多半為含有硼砂（Na2B4O7?10H2O）、氯化鋁 (AlCl3?6H2O)、氫氧化鋁(Al(OH)3)、分解時吸熱量大之磷酸銨 ((NH4)2HPO4）、碳酸氫鉀 (KHCO3 )等成份之結晶。
化學反應變化及脫水作用
燃燒物一般係為碳、氫、氧之合成物，碳離子經燃燒後生成氧化碳氣體，氫離子結合成為水。當附著有防焰藥劑時，可以改變燃燒之化學反應，碳離子不與空氣中之氧結合，而與燃燒物中之氧離子結合，碳離子使可燃性氣體不致產生，而形成難燃之碳粒子（黑鉛），即碳痕，所生成之水亦可達到滅火作用。其結果，使得原來之燃燒反應沒有發生，由於發熱量低，在低溫之下無法碳化，致燃燒無法持續，表-3係綿附加防焰藥劑時，碳化溫度降低之實例。
防焰藥劑之種類 近幾年來，雖然不斷開發出各種防焰藥劑，但因係針對各類不同材質而開發出之產品，故選用時應特別注意其適用性，且不得使用具毒性之藥劑。
其中有以其化學成分加以分類者，亦有以其對材質之適用性加以分類者。
纖維之防焰加工 纖維之防焰方法，可分為纖維成品之防焰處理及原妙生產製造階段之難燃處理。 (一) 防焰處理（纖維製品之防焰加工） 從將纖維製品浸泡於藥液(水溶液)中，附著藥劑後再使其乾燥之簡單方法，到以高溫高壓及化學反應之加工方法。 1. 將藥劑混合成水溶劑，經過浸泡附著後，再施予乾燥（或熱處理）之容易加工法。 2. 使纖維與化學藥品起化學反應之防焰化方法，或不與纖維直接起化學反應，而使纖維與纖維間，將含有防焰藥劑之成份，以重合反應之方式，達到強制附著藥劑之方法。 3. 將防焰藥劑分散於合成樹脂內，在強制地被覆在纖維表面上，以達到防焰處理。 4. 加熱時使其熱分解，將含有可發揮防焰性能之防焰藥劑的樹脂，進行裱背打底之方法。 (二) 原紗之改質（於原紗製造階段加以防焰化） 1. 於紡紗原料之高分子合成反應階段，施予難燃化之紡紗。 2. 將防焰藥劑分散於高分子中，即類似原棉加工。 3. 將1、2之難燃纖維與一般纖維混合紡紗後所製成。
(三) 防焰加工之理想條件
纖維之防焰加工，需依其用途、市場性、作業性及品質等條件來加以要求。茲簡單舉例如下：
1. 無毒性、無皮膚損害，對生理不產生影響。 2. 防焰藥劑需能均勻附著，不得產生燃燒或餘燃之現象。 3. 防焰性能不得因時間經過而降低。(具耐洗性或耐乾性)。 4. 彈性、彈力強度拉力不得下降，經過一段時間後不會產生變化。 5. 與未加工品比較，重量並無明顯增加。 6. 風乾狀況良好，不會產生皺折、染色、凹痕等情形。 7. 不會損及耐磨性及著用性，且通氣性與肌膚觸感良好。 8. 吸濕性小，無黏性及濕氣，不會與金屬產生腐蝕。 9. 遇高溫時不會產生軟化、熔融垂滴等狀態。 10. 不帶靜電，遇灰塵、污垢容易清除。 11. 暴露在火焰或金屬火花時，可形成保護作用之碳化層。 12. 無縫針之細孔，可輕易縫接。 13. 無熔融、玻璃化之危險，可以壓、燙。 14. 白晰度下降、染色堅牢度、日光堅牢度，應在實用範圍內。 15. 可合併進行潑水性、柔軟性及樹脂加工等處理。 16. 可於水溶液之狀態進行加工。 17. 不需特殊加工設備，作業中亦不會產生異臭。 18. 經防焰加工後，色澤不會產生變化。 要滿足上述之理想條件確實頗為困難，而其中各類產品之必要條件，應依其用途、加工方式等加以考量。
