Коли папір (або картон) горить, поверхня паперу безпосередньо перед полум’ям піддається піролізу з утворенням газів; завдяки дифузії газу полум'я поширюється за межі зони піролізу, а одночасна теплопровідність всередині матеріалу нагріває сусідні поверхні паперу до температури піролізу. Вогнестійкість означає здатність матеріалу дуже повільно горіти під впливом джерела запалювання, а також припиняти горіння та швидко само{1}}гаснути після видалення джерела займання.
Щоб надати паперу (або картону) -вогнезахисних властивостей, потрібен три{1}}підхід: ізолювати поверхню паперу від полум’я, щоб запобігти горінню та поширенню полум’я поверхнею; зменшення або виснаження надходження кисню в середовище горіння для придушення полум'я; і зниження температури в зоні горіння-або використання-вогнестійких волокон-для запобігання піролізу поверхні паперу.
Ці цілі зазвичай досягаються шляхом додавання хімічних речовин, відомих як антипірени. Антипірени досягають своєї мети за допомогою різних механізмів, включаючи ендотермічні ефекти, ефекти ізоляції, ефекти розведення та ефекти інгібування. В умовах горіння антипірени на основі фосфору утворюють леткі сполуки фосфору та фосфорну кислоту; ці речовини діють у газоподібній формі, щоб розбавити концентрації кисню та горючих газів, тоді як фосфорна кислота перетворюється на метафосфорну кислоту та полі-метафосфорну кислоту, утворюючи не-летку полімерну захисну плівку над палаючою твердою фазою. Антипірени на основі галогену- піддаються термічному розкладанню під час горіння з утворенням галогеноводню; ці сполуки поглинають вільні радикали, що утворюються в результаті деградації полімеру, тим самим затримуючи або перериваючи ланцюгову реакцію горіння. Крім того, як не-займисті гази, галогеноводні можуть утворювати -бар’єр високої концентрації на поверхні паперу та паперових виробів, ефективно ізолюючи їх від повітря. Вогнезахисна дія боратів зумовлена насамперед їхньою здатністю утворювати склоподібне неорганічне покриття, що розбухає; це покриття сприяє утворенню обвуглювання, перешкоджає виходу летких горючих речовин і піддається зневодненню при високих температурах-, таким чином забезпечуючи ендотермічне охолодження, піноутворення та -розрідження горючих речовин. Під час термічного розкладання під час згоряння сполуки на основі азоту-виділяють такі гази, як N₂, CO та NH3, тим самим перериваючи надходження кисню. Неорганічні антипірени-такі як гідроксид алюмінію (тригідрат алюмінію)-виділяють водяну пару під час термічного розкладання; ця пара розріджує горючі гази, водночас надаючи охолоджуючий ефект, а також сприяє утворенню карбонізованого шару, який покриває поверхню паперового продукту. При нагріванні гідроксид магнію піддається термічному розкладанню з виділенням кристалічної води та поглинанням тепла; стабільний оксид магнію, що утворюється в результаті цього розкладання, утворює захисний шар на поверхні горючих матеріалів, забезпечуючи тим самим теплоізоляцію, тоді як утворена водяна пара зменшує концентрацію горючих речовин у зоні горіння газової -фази.
