阻燃剂的脱水和成炭机理主要是在于阻燃剂与被阻燃塑料基材间存在化学反应，且这种相互反应系在低于聚合物热裂解温度下发生，并有脱水和交联两种主要的反应模式。比如二乙基次磷酸铝，三聚氰胺聚磷酸盐MPP，次磷酸铝，聚磷酸铵等含磷阻燃剂之所以能发挥优异的凝聚相阻燃效果，与其高效的脱水，成炭作用是密切相关的。

脱水和成炭含磷化合物对不同塑料基材的阻燃效率不同，是与被阻燃塑料基材的脱水和成炭情况有关的。一般说来，对含氧高的塑料基材，含磷化合物的阻燃作用较佳。例如，约2%的磷即可赋予纤维素相当的阻燃性；而对聚丙烯，聚乙烯等为获得相应的阻燃性，则需5%~15%的磷。含磷衍生物与不含羟基塑料间反应进行很慢，且需先通过氧化。在这种情况下，当高聚物系统热裂解时，有50%~99%的磷衍生物系以磷氧化物的形式蒸发而损失。对纤维素，还提出过另两种凝聚相阻燃机理：酸催化脱水及成酸剂（以含磷衍生物或含硫衍生物为前体）催化脱水。这两种机理都导致成炭，即酯化和随后的酯热裂解]和正碳离子催化。

R2CHCHR'OH+ZOH(酸）→R2CHCHR'OZ+H2O(酯化反应)

RCH=CHR'+ZOH(Z为酸中的酰基）(1)

R2CHCHR'OH→R2CHCHR'OH2+→R2C=CHR'+H++H2O  (2)

差热分析和LOI测定结果表明，磷化合物对纤维素的阻燃主要通过反应(1)进行，此反应速度低，且与聚合物的结构有关。纤维素无序区的热裂温度比结晶区低，且在全部磷酸酯(盐）分解前，无序区即已发生分解，因而导致阻燃效率下降，所需磷阻燃剂量增加。以氨基磺酸铵处理纤维素所得的磺化纤维素，磷化合物对它的阻燃主要通过反应(2)进行，此反应机理对酸活性高，可使纤维素迅速非结晶化和令结晶区水解。此时阻燃剂的效率受纤维素精细结构参数的影响不大，阻燃结晶度不同的纤维素所需阻燃元素基本相同。

阻燃剂，配方，塑料基材不同，其脱水成炭模式，效率也不尽相同，二乙基次磷酸铝和次磷酸铝的脱水，成炭就有很大区别，其适用范围，塑料种类也不同。在尼龙，聚酯，聚烯烃的脱水成炭，阻燃配方差别很大，所以我们在阻燃剂配方设计中不能简单的套用上述理论。