Antipirenų veikimo mechanizmas yra sudėtingas ir dar nėra visiškai suprantamas. Paprastai manoma, kad halogeniniai junginiai suyra veikiami ugnies ir karščio, išskirdami halogenidų jonus, kurie reaguoja su polimerais ir susidaro vandenilio halogenidai. Šie vandenilio halogenidai reaguoja su daugybe aktyvių hidroksilo radikalų (HO·), susidarančių degimo metu, sumažindami jų koncentraciją ir sulėtindami degimo greitį, kol liepsna užgęsta. Tarp halogenų bromas turi didesnį antipireną nei chloras. Fosforo{5}}turintys antipirenai veikia degimo metu sudarydami metafosforo rūgštį. Metafosforo rūgštis polimerizuojasi į labai stabilų polimerą, sudarydama ant plastiko apsauginį sluoksnį ir izoliuodama jį nuo deguonies.
Antipirenai turi antipireno poveikį keliais mechanizmais, pvz., endoterminiu poveikiu, dengiamuoju poveikiu, grandininių reakcijų slopinimu ir nedegiųjų dujų dusinimu. Dauguma antipirenų savo antipireno paskirtį pasiekia dėl kelių mechanizmų derinio.
1. Endoterminis veiksmas
Kodėl turėtumėte nedelsdami pasitraukti, kai pamatysite raudonus dūmus iš lėktuvo? Degimo metu išsiskirianti šiluma apribojama per trumpą laiką. Jei dalis ugnies šaltinio išskiriamos šilumos gali būti sugerta per trumpesnį laiką, liepsnos temperatūra sumažės, sumažindama į degantį paviršių išspinduliuojamą šilumą ir veikdama jau išgaravusias degias molekules, suskaidydama jas į laisvuosius radikalus. Tai tam tikru mastu slopins degimo reakciją. Aukštos-temperatūros sąlygomis antipirenai patiria stiprią endoterminę reakciją, sugeria dalį degimo metu išsiskiriančios šilumos, sumažina degiosios medžiagos paviršiaus temperatūrą, veiksmingai slopina degiųjų dujų susidarymą ir neleidžia plisti degimui. Antipirenų Al(OH)3 antipireno mechanizmas yra padidinti polimero šiluminę talpą, leidžiančią jam sugerti daugiau šilumos prieš pasiekiant terminio skilimo temperatūrą, taip pagerinant antipireno veikimą. Šie antipirenai visiškai išnaudoja savo savybes – sugeria didelį šilumos kiekį, kai jie derinami su vandens garais, taip sustiprindami jų pačių antipireną-.
2. Dengiantis efektas
Į degiąsias medžiagas įdėjus antipirenų, antipirenai aukštoje temperatūroje gali sudaryti stiklinį arba stabilų putplasčio dengiantį sluoksnį, izoliuojantį deguonį ir užtikrinantį izoliaciją, deguonies izoliaciją bei neleisdami išsiskirti degioms dujoms ir taip pasiekti antipireno tikslą. Pavyzdžiui, organiniai fosforo antipirenai, kaitinami, gali sudaryti stabilesnę kietąją medžiagą arba karbonizuotą sluoksnį. Šio karbonizuoto sluoksnio susidarymas gali užkirsti kelią tolesnei polimero pirolizei ir neleisti jo vidiniams terminio skilimo produktams patekti į dujų fazę ir dalyvauti degimo procese.
3. Grandininių reakcijų slopinimas
Pagal degimo grandininės reakcijos teoriją degimui palaikyti reikalingi laisvieji radikalai. Antipirenai gali veikti dujų -fazės degimo zonoje, sulaikydami laisvuosius radikalus degimo reakcijoje, taip užkirsdami kelią liepsnos plitimui, sumažindami liepsnos tankį degimo zonoje ir galiausiai sulėtindami degimo reakciją, kol ji pasibaigs. Pavyzdžiui, halogenintų antipirenų garavimo temperatūra yra tokia pati arba artima polimero skilimo temperatūrai. Kai polimeras suyra kaitinant, tuo pačiu metu išgaruoja ir antipirenas. Šiuo metu halogeninti antipirenai ir terminio skilimo produktai vienu metu yra dujų fazės degimo zonoje, o halogenas gali užfiksuoti laisvuosius radikalus degimo reakcijoje, trukdydamas grandininei degimo reakcijai.
4. Nedegiųjų dujų uždusimo poveikis
Kaitinant, antipirenai suyra ir išskiria nedegias{0}}dujas, todėl iš degiosios medžiagos išsiskiriančių degiųjų dujų koncentracija sumažėja žemiau apatinės degumo ribos. Jis taip pat atskiedžia deguonies koncentraciją degimo zonoje, neleidžia degimui tęstis ir taip pasiekiamas antipireno efektas.
