对于纤维素纤维织物来说，所用的阻燃剂大多数是含磷化合物，最重要的包含磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、磷杂环化合物、缩聚磷酸酯和有机磷酸盐等，当受热时，纤维素首先分解出磷酸，受强热时磷酸聚合成的聚磷酸酯，他们都是脱水催化剂，阻止左旋葡萄糖的生成，使纤维素脱水留下焦炭。磷酸和聚磷酸也可使纤维素磷酰化，特别是在有含氮物质存在的情况下更易进行。纤维素磷酰化后，使得批喃环易破裂，经过脱水反应，形成的焦炭层物理上起着隔绝内部聚合物与氧的接触，使燃烧窒息，同时焦炭层导热性差，使聚合物与外界热源隔绝，减缓热分解反应，拖出来的水分能吸收大量的潜热，使得温度降低。

  有机磷阻燃剂热裂解气态产物中含有PO.游离基和HPO.可以捕获H.游离基及.OH致使火焰中H.和.OH浓度大幅度下降，抑制燃烧链式反应。

  含氮化合物受热后释放NH2、N2、H2O等不燃性气体， 产生的不燃性气体稀释空气中O2的和高聚物受热分解产生可燃性气体浓度，而阻燃剂分解吸热以及不燃性气体的生成带走聚合物表面大量热量，降低织物的表面温度，达到阻燃效果，同时氮气还能捕获自由基，抑制聚合物燃烧的连锁反应。

  磷与氮、硅及其他元素具有协同阻燃作用，其阻燃机理较为复杂，目前研究也不够完善，据文献描述氮元素能与磷元素生产热稳定性高的磷酰胺结构，与纤维更加易发生酯化反应，并且氮原子能促进磷系阻燃剂催化脱水形成聚磷酸， 同时，磷氮结合物在火焰中有吹胀作用，可使纤维发生膨化，形成致密的炭层。阻燃整理分类棉织物的阻燃整理工艺，按其阻燃性能的耐洗涤程度可分为暂时性阻燃整理、半耐久性阻燃整理和耐久性阻燃整理。

  （1）暂时性阻燃整理。即利用一些水溶性的阻燃剂，用浸渍、浸轧、涂刷或喷雾等方法均匀施加于织物上，经烘燥后即有阻燃作用。但经过这种阻燃工艺整理后的产品不耐洗涤，遇水后便会失去阻燃性能，也称作非耐久性阻燃整理。这种工艺适用于不需要洗涤或不常洗涤的棉纤维、粘胶纤维纺织品，如窗帘、床罩等。

  用于暂时性阻燃整理的阻燃剂通常为水溶性的无机盐。1786 年，阿尔富尔 特（Arfird）首次提出了采用磷酸铵作为纤维素基质材料的阻燃处理剂。1821 年， Gay-Lussca 对纤维素材料的阻燃进行了系统的研究，采用的是氯化铵和磷酸铵的水溶液或氯化铵和硼酸的水溶液。从 18~19 世纪，对棉织物整理常用的阻燃剂仅是一些水溶性的无机盐。

  （2）半耐久性阻燃整理。即水不溶性的阻燃剂沉积到纤维素织物内部的过程。整理后的织物能耐 10~15 次温和洗涤，但不耐高温洗涤，适用于室内装饰布等纺织品。大多数能赋予棉纤维半耐久阻燃性的阻燃剂都是磷酸和含氮化合物的组合物，如尿素-磷酸、双氰胺-磷酸等，这类阻燃剂经高温处理能使纤维素纤维变成纤维素磷酸酯而产生半耐久性的阻燃效果。

  （3）耐久性阻燃整理。即阻燃剂中含有一定数目的活性基团可与棉纤维上的羟基发生化学键间的反应，使整理之后的织物具有耐 50 次以上洗涤的耐久阻燃性。这种工艺适用于经常洗涤的纺织品，如工作防护服、消防服等。

  耐久性阻燃整理大多采用以有机磷基础的阻燃剂，目前纯棉耐久性阻燃整理大体有Pyrovatex CP 工艺和 Proban/氨熏工艺。

  Pyrovatex CP 整理工艺。Pyrovatex CP 阻燃剂学名为 N-羟甲基二甲基膦酸丙烯酰胺（化学式如图 2 所示），最先由瑞士汽巴嘉基（Ciba-Geigy） 公司研制成功，1963 年美国将其引入，用作棉织物耐久性阻燃整理剂。Pyrovatex CP 在使用时通常要添加三聚氰胺或 TMM（三羟甲基三聚氰胺），它的作用是提 供氮元素，增加磷氮协同效应；促进阻燃剂与棉的交联；防止阻燃剂的过早分解。这种整理工艺的优点是：①织物的阻燃性能好，织物上磷的含量可达1.5%~2.0%；②耐洗性好，可在75℃的水中承受 100 次的工业洗涤。但缺点是织物的强力损失大，甲醛的释放量高。

  Proban/氨熏工艺。Proban 法是由英国奥布赖-威尔逊（WIISon）公司首先用于工业化生产，该法整理的织物阻燃效果好，特别是处理后织物手感与强力保持是任何其他方法所不可比的。传统的 Proban 法是阻燃剂 THPC（四羟甲基氯化磷），它是一种白色晶体化合物，在室温下由磷化氢、甲醛和盐酸反应而成，反应式如下：

  THPC 可以与纤维素纤维进行反应，在纤维素大分子链间形成交联。最初的整理工艺为简单的浸轧焙烘，改良后的工艺加入了氨熏和氧化的步骤，工艺流程为：浸轧→烘干→氨熏→氧化→水洗→烘干，反应的方程式如图 3 所示。这种整理工艺的缺点是：THPC 在温度比较高时会分解生成三羟甲基氯化膦、甲醛和氯化氢。三羟甲基氯化膦有剧毒并能致癌，而甲醛和氯化氢也会生成致癌物质双氯甲醚。

  现阶段阻燃效果和耐久性比较理想的棉织物阻燃剂在生产或使用的过程中释放出甲醛的隐患，如系列阻燃剂在使用的过程中使用了甲酵类交联剂树脂，这类阻燃体系在加工和应用过程中会缓慢向外释放甲酸；系列阻燃剂在生产的全部过程中释放出有致癌性的双氯甲醚。阻燃伴系向外缓慢释放甲醛的问题大多为以下两个方面：一是合成阻燃剂过程中的原料甲醛没有反应完全或者交联剂中含有甲酵在培烘过程中释放的甲酸，被织物吸收；二是阻燃剂中的不稳定，水解生成后加热释放出甲醛。

  甲醛的来源有游离甲醛和释放甲醛。释放开来的甲醛可吸附在织物的表面，并达到很高的含量，对人体健康有很大的威胁。

  目前，棉织物的耐久阻燃整理中采用的阻燃剂或交联剂大都是 N-羟甲基结构的化合物，随着温度的不同，N-羟甲基化合物在胺与亚胺之间可达到平衡。而阻燃整理过程中的高温焙烘环节，有利于平衡正反应方向挪动， 即向甲醛生成的方向移动。

  此外，N-羟甲基化合物、交联剂与棉纤维之间还存在着交联反应的逆反应——醚键水解反应。甲醛的释放取决于 C-N 和 C-O 的稳定性：酸性条件下，C-O键的断裂速度大于 C-N 键的断裂速度；碱性条件下，C-N 键的断裂速度大于 C-O 键的断裂速度，生成甲醛。因此，织物经阻燃整理后，碱性的水洗工艺促进了甲醛的释放。