پلی وینیل کلراید (PVC) خود حاوی تعداد زیادی اتم کلر در ساختار مولکولی خود است. هنگامی که گرم می شود، گاز هیدروژن کلرید آزاد می کند که اثر بازدارنده خاصی بر احتراق دارد. با این حال، فرآیند احتراق آن همچنان می تواند قطرات مذاب، دود و گازهای سمی تولید کند و کاربرد بیشتر آن را در ساخت و ساز، برق، حمل و نقل و فضاهای عمومی محدود کند. برای بهبود عملکرد احتراق، افزودنی های بازدارنده شعله نقش مهمی در فرمولاسیون PVC دارند. انتخاب علمی و سازگاری آنها مستقیماً بر درجه بازدارنده شعله مواد، ویژگی های دود و ایمنی محصولات احتراق تأثیر می گذارد و به یک رویکرد اصلی برای بهبود عملکرد ایمنی در برابر آتش محصولات تبدیل می شود.
از منظر مکانیزم احتراق، احتراق پی وی سی شامل مراحل متعددی است: تجزیه حرارتی، گاز{0}احتراق فاز، و فاز متراکم شده- بازدارندگی شعله. در مراحل اولیه تجزیه حرارتی، کلرید هیدروژن آزاد شده می تواند غلظت گازهای قابل احتراق را رقیق کرده و واکنش های زنجیره ای رادیکال های آزاد را مهار کند. با این حال، در دماهای بالا، کربنیزاسیون ناکافی رزین به راحتی منجر به تشکیل قطرات مذاب می شود و انتشار شعله را تسریع می کند. نقش افزودنی های بازدارنده شعله تغییر فرآیند احتراق از طریق جذب گرما و خنک کردن، ترویج تشکیل زغال، جداسازی اکسیژن و خاموش کردن رادیکال های آزاد شعله است. به عنوان مثال، بازدارنده های غیر آلی آتش مانند هیدروکسید آلومینیوم و هیدروکسید منیزیم در هنگام گرم شدن تجزیه شده و آب تبلور آزاد می کنند و مقدار زیادی گرما را جذب می کنند و دمای سطح مواد را کاهش می دهند، در حالی که به طور همزمان بخار آب تولید می کنند تا گازهای قابل اشتعال رقیق شوند. بازدارنده‌های{7}}بر پایه فسفر می‌توانند باعث کم‌آبی و زغال‌زدگی PVC شوند و یک لایه زغال متراکم تشکیل دهند که از انتقال گرما و جرم جلوگیری می‌کند. ترکیبات مبتنی بر بور می‌توانند در فاز متراکم، یک لایه پوشش شیشه‌ای ایجاد کنند و از فرار مواد فرار قابل اشتعال جلوگیری کنند.
از نظر تنظیم عملکرد، بازدارنده های مختلف شعله مسیرهای متفاوت و اثرات همراه در بهبود عملکرد احتراق PVC دارند. هیدروکسیدهای فلزات غیر آلی دارای راندمان بازدارنده شعله بالا، سمیت کم و تولید دود نسبتاً کم هستند، اما افزودن‌های زیاد می‌تواند بر استحکام مکانیکی و سیالیت پردازش رزین تأثیر بگذارد و به بهینه‌سازی هم‌افزایی با نرم‌کننده‌ها و کمک‌های پردازش برای کاهش اثرات منفی نیاز دارد. بازدارنده‌های شعله افزاینده فسفر{2}نیتروژن می‌توانند در طول احتراق یک لایه زغال اشتعال ایجاد کنند که عایق حرارت، مانع اکسیژن و مهار دود می‌شوند و آنها را برای کاربردهایی با محدودیت‌های شدید دود، مانند مترو، تونل، و مصالح داخلی ساختمان‌های بلند{3} مناسب می‌سازد. در حالی که بازدارنده های شعله هالوژنه (مانند هالوژنه بر پایه برم- و هالوژنه بر پایه کلر{{6}) مقاومت در برابر شعله بالایی دارند و فقط به مقادیر کمی نیاز دارند، ممکن است هالیدهای هیدروژن و دیوکسین های سمی را در طی احتراق یا تجزیه{7}در دمای بالا تولید کنند. کاربرد آنها به دلیل قوانین زیست‌محیطی و ایمنی سخت‌گیرانه‌تر محدود شده است، و به تدریج با محلول‌های-سمیت کم و کم{10}}دد جایگزین می‌شوند.
عملکرد دود یکی دیگر از شاخص های کلیدی برای ارزیابی ایمنی احتراق PVC است. علاوه بر نوع بازدارنده شعله، استفاده ترکیبی از سرکوب کننده های دود می تواند غلظت دود قابل مشاهده و تولید گازهای خورنده در حین احتراق را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. ترکیبات مولیبدن، ترکیبات روی و اکسیدهای فلزی خاص می‌توانند با کلرید هیدروژن واکنش دهند تا نمک‌های-با فراریت کم ایجاد کنند، از تشکیل ذرات دود جلوگیری کرده و خورندگی را کاهش دهند، که برای تخلیه پرسنل و نجات آتش‌نشانی اهمیت زیادی دارد. طراحی هم افزایی سرکوب دود و تاخیر در شعله نیاز به آزمایش سیستماتیک در مرحله فرمولاسیون دارد تا رابطه بین راندمان تاخیر شعله، اثر سرکوب دود و عملکرد پردازش مواد را متعادل کند.
ارزیابی عملکرد احتراق باید طبق روش‌های استاندارد مربوطه، مانند تعیین شاخص اکسیژن (LOI)، آزمایش‌های سوزاندن عمودی/افقی، کالری‌سنجی مخروطی، و آزمایش چگالی دود انجام شود. این داده ها نه تنها برای تعیین اینکه آیا مواد با الزامات رتبه بندی بازدارنده شعله برای کاربردهای ساختمانی، الکتریکی یا حمل و نقل مطابقت دارند یا خیر، بلکه برای ارائه یک مبنای کمی برای بهینه سازی فرمول استفاده می شوند. در طراحی محصول، شدت تابش گرما، شرایط تهویه و ویژگی‌های منبع احتراق بالقوه در سناریوهای مختلف استفاده نیز باید در نظر گرفته شود تا سیستم‌های بازدارنده شعله را به طور منطقی انتخاب کنیم، و از دنبال کردن مقادیر شدید برای یک شاخص واحد که می‌تواند منجر به بدتر شدن سایر جنبه‌های عملکرد یا افزایش هزینه‌ها شود، اجتناب شود.
به طور کلی، تنظیم عملکرد احتراق افزودنی‌های PVC عملکرد ایمنی مواد PVC را در شرایط آتش‌سوزی از طریق اثر هم افزایی بازدارندگی شعله، سرکوب دود و مکانیسم‌های تشکیل زغال‌اخته بهبود می‌بخشد. انتخاب علمی سیستم‌های مهارکننده کم-سمیت، کم-دود، و با کارآمدی بسیار بالا و مقاوم در برابر شعله و دود{3}}نه تنها می‌تواند رتبه مقاومت در برابر آتش محصولات را بهبود بخشد و گسترش آتش و خطرات بخارات سمی را کاهش دهد، بلکه می‌تواند با مقررات ایمنی سبز همسو شود، و تضمین‌های قابل اعتمادی را برای گسترش برنامه‌های کاربردی PVC و خطر عمومی{4} فراهم می‌کند.